KR20090099761A - Planar type high-speed parallel mechanism for positioning - Google Patents

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KR20090099761A
KR20090099761A KR1020080024934A KR20080024934A KR20090099761A KR 20090099761 A KR20090099761 A KR 20090099761A KR 1020080024934 A KR1020080024934 A KR 1020080024934A KR 20080024934 A KR20080024934 A KR 20080024934A KR 20090099761 A KR20090099761 A KR 20090099761A
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김종원
정재일
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재단법인서울대학교산학협력재단
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Abstract

PURPOSE: A planar type high-speed parallel transfer mechanism is provided to have high speed, high accuracy, and high stiffness while it is less weight and is moved on the plate freely. CONSTITUTION: A planar type high-speed parallel transfer mechanism is composed of two fixing guides(2,3)s, two movable guides(4,5), two links(6,7), and a movable platform(8). The two fixing guides are extended in a specific direction while being parallel with each other, and the two movable guides are extended so that they are crossed with fixing guides. The two movable guides are connected with more than one fixing guide above them by a prismatic joint. The two links are connected with more than one movable guides above them through a prismatic joint.

Description

평면 고속 이송 병렬기구{Planar type high-speed parallel mechanism for positioning}Planar type high-speed parallel mechanism for positioning

본 발명은 평면 고속 이송 병렬기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평면에서 고속, 고정밀도로 X축, Y축 및 회전의 3자유도 운동을 구현할 수 있는 평면 고속 이송 병렬기구에 관한 것이다. The present invention relates to a planar high-speed feed parallel mechanism, and more particularly, to a planar high-speed feed parallel mechanism capable of realizing three degrees of freedom motion of the X-axis, Y-axis and rotation at high speed and high accuracy in a plane.

근래의 전자 장치의 제조에서는 대량 생산을 위해 흔히 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)을 취급하는 공정이 필요하다. 특히, 표면 실장 기술(Surface Mount Technology: SMT)이나 인쇄회로기판의 디패널링(depaneling) 공정에서는 이러한 공정이 필수적이다. 여기서 표면 실장 기술은 전자 회로를 인쇄회로기판의 표면에 직접 구현하는 기술이고, 디패널링 공정은 여러 개의 인쇄회로기판을 포함하는 큰 제조 패널에서 표면 실장 작업이 완료된 개별 인쇄회로기판을 분리하는 공정이다. 이러한 대량 생산을 위한 공정에서는 작업을 수행하는 장치는 속도가 빠르고, 정확하며 비용이 저렴하여야 한다. 개별 공정은 실장(mounting), 분리(seperating) 및 이송(positioning) 시스템 등의 서브시스템으로 이루어지며, 이중에서 이송 시스템은 개별 공정에 필수적인 시스템이다. In recent years, the manufacture of electronic devices often requires a process of handling a printed circuit board (PCB) for mass production. In particular, such a process is essential in a surface mount technology (SMT) or a depaneling process of a printed circuit board. Here, the surface mounting technology is a technology that directly implements the electronic circuit on the surface of the printed circuit board, the depaneling process is a process of separating the individual printed circuit board after the surface mounting work in a large manufacturing panel including several printed circuit boards to be. In such a mass production process, the device performing the work must be fast, accurate and inexpensive. The individual process consists of subsystems such as mounting, separating and positioning systems, of which the conveying system is an essential system for the individual process.

평면 이송 시스템에서 가장 흔히 사용되는 형태는 평면 2자유도 직렬기구(serial mechanism)이다. 도 9에는 대한민국 특허공보 제1996-0015125호에 개시된 평면 2자유도를 구현하는 종래의 XY-스테이지 장치 구성을 개략적으로 보여주는 도면이 도시되어 있다. 도 9에 도시된 종래의 XY-스테이지(110)는, 장치를 지지하는 스테이지 베이스(11)가 마련되어 있고, 그 스테이지 베이스(11) 위에는 Y-스테이지(12)가, 그 Y-스테이지(12) 위에는 X-스테이지(13)가 각각 안착되어 있다. 그리고, 각 스테이지(12, 13)의 왕복 직선 운동의 구동력을 발생시키는 X-스테이지 구동 모터(13m)와 Y-스테이지 구동 모터(12m)가 각 스테이지(12)(13)의 일측에 각각 설치되어 있다. 이러한 평면 2자유도 직렬기구는 평면상에서의 자유로운 움직임을 구현하기 위해서는 별도의 회전 자유도를 제공하는 회전축을 필요로 한다. 그러나 별도의 회전축을 구비하도록 하기 위해서는 시스템의 중량이 증가되고 시스템을 구성하는데 비용이 많이 추가되는 단점이 있다. 시스템의 중량이 커지는 경우에는 고속의 움직임이나 고정밀도의 움직임을 구현하기 어려운 문제점이 있다. The most commonly used form of planar conveying system is the planar two degree of freedom serial mechanism. FIG. 9 is a view schematically showing a conventional XY-stage device configuration implementing the planar two degree of freedom disclosed in Korean Patent Publication No. 1996-0015125. The conventional XY-stage 110 shown in FIG. 9 is provided with the stage base 11 which supports an apparatus, On the stage base 11, the Y-stage 12 is the Y-stage 12 The X-stage 13 is seated on the top. Then, an X-stage drive motor 13m and a Y-stage drive motor 12m for generating a driving force for the reciprocating linear motion of each stage 12 and 13 are provided on one side of each stage 12 and 13, respectively. have. This planar two degree of freedom series mechanism requires a rotation axis that provides a separate degree of freedom of rotation in order to realize free movement on the plane. However, in order to have a separate axis of rotation has the disadvantage that the weight of the system is increased and the cost is added to configure the system. When the weight of the system becomes large, there is a problem that it is difficult to realize high speed movement or high precision movement.

본 발명의 목적은 평면상에서 자유로운 움직임을 구현할 수 있고, 고속, 고정도(high accuracy) 및 고강성(high stiffness)을 갖는 평면 고속 이송 병렬기구(parallel mechanism)를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a planar high speed parallel mechanism which can realize free movement on a plane and has high speed, high accuracy and high stiffness.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 일방향으로 연장되어 서로 평행하게 배치된 두 개의 고정 가이드; 상기 고정 가이드들과 교차하는 방향으로 연장되고, 상기 고정 가이드들의 상측에 상기 고정 가이드들 중 하나 이상과 프리스마틱 조인트로 연결된 두 개의 가동 가이드; 상기 가동 가이드들 중 하나의 상측에 프리스마틱 조인트로 각각 연결된 두 개의 링크; 및 상기 두 개의 링크에 각각 레볼루트 조인트로 연결된 가동 플랫폼을 포함하는 평면 고속 이송 병렬기구를 제공함으로써 달성된다. An object of the present invention as described above, two fixing guides extending in one direction and arranged in parallel to each other; Two movable guides extending in a direction crossing the fixing guides and connected to at least one of the fixing guides by a prismatic joint on top of the fixing guides; Two links each connected by a prismatic joint to an upper side of one of the movable guides; And a movable platform parallel to each of the two links, the movable platform being connected to a revolved joint.

여기서, 상기 링크와 상기 가동 플랫폼을 연결하는 레볼루트 조인트는 상기 가동 가이드 상에서 상기 가동 플랫폼 측으로 돌출되도록 배치된 것이 바람직하다. Here, the revolute joint connecting the link and the movable platform is preferably arranged to protrude toward the movable platform on the movable guide.

여기서, 상기 링크가 상기 가동 가이드 상에서 가동 플랫폼 측으로 돌출된 길이는 상기 가동 플랫폼의 두 개의 레볼루트 조인트 사이의 거리보다 더 큰 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the length of the link projecting toward the movable platform side on the movable guide is greater than the distance between two revolution joints of the movable platform.

여기서, (i) 제1고정 가이드를 따라 제1가동 가이드가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(A1); (ii) 제2고정 가이드를 따라 제2가동 가이드가 이동할 수 있게 하 는 엑츄에이터(A2); (iii) 제1가동 가이드를 따라 제1링크가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(B1); 및 (iv) 제2가동 가이드를 따라 제2링크가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(B2) 중 세 개 이상의 엑츄에이터를 더 포함할 수 있다. Here, (i) an actuator (A1) to move the first movable guide along the first fixed guide; (ii) an actuator A2 for allowing the second movable guide to move along the second fixed guide; (iii) an actuator B1 for allowing the first link to move along the first movable guide; And (iv) three or more actuators among the actuators B2 allowing the second link to move along the second movable guide.

또는 여기서, 제1고정 가이드를 따라 제1가동 가이드가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(A1)와, 제1고정 가이드를 따라 제2가동 가이드가 상기 제1가동 가이드와는 독립적으로 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(A2)를 포함하고, (i) 제1가동 가이드를 따라 제1링크가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(B1); 및 (ii) 제2가동 가이드를 따라 제2링크가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(B2) 중 하나 이상의 엑츄에이터를 더 포함하도록 할 수도 있다. Alternatively, the actuator A1 allows the first movable guide to move along the first fixed guide, and the actuator to allow the second movable guide to move independently of the first movable guide along the first fixed guide. A2), comprising: (i) an actuator B1 for allowing the first link to move along the first movable guide; And (ii) one or more actuators B2 which allow the second link to move along the second movable guide.

본 발명에 의하면, 기구부의 구성이 간단하고, 중량이 작으면서 평면상에서 자유로운 움직임을 구현할 수 있고, 고속, 고정도(high accuracy) 및 고강성(high stiffness)을 갖는 평면 고속 이송 병렬기구(parallel mechanism)를 구현할 수 있다. According to the present invention, a planar high speed parallel mechanism having a simple structure, low weight, free movement on a plane, high speed, high accuracy, and high stiffness can be realized. ) Can be implemented.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 1에는 본 발명에 따른 평면 고속 이송 병렬기구의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도가 도시되어 있다. Figure 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a planar high speed transfer parallel mechanism according to the present invention.

도 1에 도시된 것과 같이 본 발명에 따른 평면 고속 이송 병렬기구(100)는, 제1 및 제2고정 가이드(2, 3), 제1 및 제2가동 가이드(4, 5), 제1 및 제2링크(6, 7) 및 가동 플랫폼(8)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the planar high-speed conveying parallel mechanism 100 according to the present invention includes first and second fixed guides 2 and 3, first and second movable guides 4 and 5, and first and second guides. A second link 6, 7 and a movable platform 8.

상기 제1 및 제2고정 가이드(2, 3)는 소정의 베이스(1) 상에서 일방향으로 연장되어 서로 평행하게 배치된다. The first and second fixing guides 2 and 3 extend in one direction on the predetermined base 1 and are arranged in parallel with each other.

상기 제1 및 제2가동 가이드(4, 5)는 상기 고정 가이드들(2, 3)과 교차하는 방향으로 연장되고, 상기 고정 가이드들(2, 3)의 상측에 상기 고정 가이드들(2, 3) 중 적어도 하나와 프리스마틱 조인트(prismatic joint)로 연결된다. 여기서 "프리스마틱 조인트"란 연결된 부재들이 슬라이딩에 의한 상대 운동이 가능하게 연결된 것을 말한다. 또한, 여기서 "교차하는 방향"은 평행하지 않은 방향을 의미하며 도면에 도시된 것과 같이 직교하는 경우로 한정되지는 않는다. 다만, 고정 가이드들(2, 3)과 가동 가이드들(4, 5)이 서로 직교하는 것이 전체 기구의 제어를 용이하게 하므로 바람직하다. 상기 두 개의 고정 가이드 사이의 간격은 변화하지 않고, 상기 두 개의 가동 가이드들은 상기 고정 가이드 상에서 움직일 수 있다. The first and second movable guides 4 and 5 extend in a direction crossing the fixing guides 2 and 3, and the fixing guides 2, 3 on the upper side of the fixing guides 2, 3. 3) is connected to at least one of the prismatic joint (prismatic joint). Here, "prismatic joint" means that the connected members are connected to each other by sliding relative movement. In addition, the "cross direction" herein means a direction that is not parallel and is not limited to the case orthogonal as shown in the figure. However, it is preferable that the fixing guides 2, 3 and the movable guides 4, 5 orthogonal to each other, to facilitate the control of the entire mechanism. The gap between the two fixed guides does not change, and the two movable guides can move on the fixed guide.

상기 제1 및 제2링크(6, 7)는 상기 가동 플랫폼(8)과 레볼루트 조인트(revolute joint)(C1, C2)로 연결되고, 상기 레볼루트 조인트 부분이 상기 가동 가이드들로부터 상기 가동 플랫폼(8) 방향으로 돌출되어 위치하도록 하는 기능을 한다. 이를 위해 상기 제1 및 제2링크는 각각 상기 가동 가이드들과 교차하는 방향으로 연장되고, 상기 가동 가이드의 상측에 고정되어 배치된다. 도면에서는 상기 제1 및 제2링크(6, 7)가 상기 가동 플랫폼(8)들과 직교하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다만, 기구의 대칭적인 움직임과 구성을 통해 제어를 용이하게 하기 위해서는 상기 두 개의 링크(6, 7)는 각각 상기 가동 가이드들(4, 5)과는 직교하는 것이 바람직하다. 상기 가동 가이드(4, 5)와 상기 고정 가이드(2, 3)가 직교하는 경우에는 상기 링크(6, 7)는 상기 고정 가이드(2, 3)와는 평행하게 배치된다. The first and second links 6, 7 are connected to the movable platform 8 and revolute joints C1 and C2, the revolut joint portion being connected to the movable platform from the movable guides. (8) It functions to protrude in the direction. To this end, the first and second links respectively extend in a direction intersecting with the movable guides, and are fixedly disposed on an upper side of the movable guide. In the figure the first and second links 6, 7 are shown orthogonal to the movable platforms 8, but the invention is not so limited. However, in order to facilitate control through the symmetrical movement and configuration of the mechanism, the two links 6 and 7 are preferably orthogonal to the movable guides 4 and 5, respectively. When the movable guides 4 and 5 and the fixed guides 2 and 3 are orthogonal, the links 6 and 7 are arranged in parallel with the fixed guides 2 and 3.

상기 가동 플랫폼(8)은 상기 두 개의 링크(6, 7)에 각각 레볼루트 조인트로 연결된다. 상기 가동 플랫폼(8)의 형상은 도면에서는 사각형 형상의 링크로 표시되어 있으나, 본 발명의 범위는 도시된 형상으로 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 병렬기구가 채용되는 시스템에서 요구하는 임의의 엔드 이팩터(end effector)가 배치될 수 있다. The movable platform 8 is connected to the two links 6, 7 respectively with a revolved joint. The shape of the movable platform 8 is indicated by a rectangular link in the figure, but the scope of the present invention is not limited to the illustrated shape. In addition, any end effector required by the system employing the parallel mechanism of the present invention may be arranged.

이상에서 상기 고정 가이드들과 링크들은 서로 평행하게 배치되고, 상기 가동 가이드들은 상기 고정 가이드들이나 링크들과 서로 직교하는 방향으로 배치되는 것이 정밀한 움직임을 구현하고 제어를 용이하게 하는 면에서 바람직하다. 다만 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. In the above, the fixing guides and the links are arranged in parallel with each other, and the movable guides are preferably arranged in the direction orthogonal to the fixing guides or the links in terms of enabling precise movement and facilitating control. However, the present invention is not limited thereto.

이상과 같이 구성된 본 발명의 평면 고속 이송 병렬기구(100)를 구동하여 X축 방향, Y축 방향의 이동과 회전의 평면 3자유도를 구현하기 위해서는 최소 세 개의 엑츄에이터가 필요하다. 예를 들어, 다음의 네 가지 운동을 구현하는 엑츄에이터 중 세 개가 선택적으로 사용될 수 있다. At least three actuators are required to implement the planar three degree of freedom of movement and rotation in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the planar high-speed transfer parallel mechanism 100 configured as described above. For example, three of the actuators implementing the following four movements may optionally be used.

(i) 제1고정 가이드와 제1가동 가이드 간의 상대 운동을 가능하게 하는 엑츄에이터(A1)(i) an actuator A1 which enables relative movement between the first fixed guide and the first movable guide;

(ii) 제2고정 가이드와 제2가동 가이드 간의 상대 운동을 가능하게 하는 엑 츄에이터(A2)(ii) an actuator A2 which enables relative movement between the second fixed guide and the second movable guide;

(iii) 제1가동 가이드와 제1링크 간의 상대 운동을 가능하게 하는 엑츄에이터(B1)(iii) an actuator B1 for enabling relative movement between the first movable guide and the first link;

(iv) 제2가동 가이드와 제2링크 간의 상대 운동을 가능하게 하는 엑츄에이터(B2)(iv) Actuator B2 enabling relative movement between the second movable guide and the second link.

바람직하게는 위 네 개의 엑츄에이터가 모두 사용되는 것이 바람직한데, 그 이유에 대해서는 이후에 특이점에 대해 설명하면서 보다 상세히 설명하도록 하겠다. Preferably, all four actuators are preferably used. The reason for this will be described in detail later with reference to the singularity.

도 2 내지 도 4에는 이상과 같이 구성된 본 발명의 평면 고속 이송 병렬기구에서 가동 플랫폼(8)의 Y축 방향, X축 방향 움직임과 회전 동작을 구현하는 방법을 보여주는 도면이 도식적으로 도시되어 있다. 2 to 4 schematically show a method for implementing the Y-axis direction, the X-axis movement and the rotational motion of the movable platform 8 in the planar high speed parallelism mechanism of the present invention configured as described above.

도 2에 도시된 것과 같이, 가동 가이드(4, 5)들은 상기 고정 가이드(2, 3)들 상에서 움직이지 않으면서 엑츄에이터 B1 또는 B2에 의해 가동 가이드(4, 5)를 따라 링크들(6, 7)이 동일한 방향으로 움직이는 경우에는 가동 플랫폼(8)의 Y축 방향 왕복 운동이 가능하다. As shown in FIG. 2, the movable guides 4, 5 are moved along the links 6, along the movable guides 4, 5 by an actuator B1 or B2 without moving on the stationary guides 2, 3. When 7) moves in the same direction, reciprocating movement in the Y axis direction of the movable platform 8 is possible.

도 3에 도시된 것과 같이, 링크들(6, 7)은 상기 가동 가이드들(4, 5) 상에서 움직이지 않으면서 엑츄에이터 A1 또는 A2에 의해 상기 고정 가이드들(2, 3)을 따라 상기 가동 가이드들(4, 5)이 움직이는 경우에는 가동 플랫폼(8)의 X축 방향 왕복 운동이 가능하다. As shown in FIG. 3, links 6, 7 are guided along the fixing guides 2, 3 by actuator A1 or A2 without moving on the movable guides 4, 5. When the fields 4 and 5 are moved, the reciprocating motion of the movable platform 8 in the X axis direction is possible.

도 4에 도시된 것과 같이, 두 개의 가동 가이드 중 도 4의 상측에 위치한 가 동 가이드(제1가동 가이드, 2)는 도면의 좌측으로 움직이고, 도 4의 하측에 위치한 가동 가이드(제2가동 가이드, 3)는 도면의 우측으로 움직이며, 도 4의 좌측에 위치한 링크(제2링크, 7)는 아래쪽으로 움직이고, 도 4의 우측에 위치한 링크(제1링크, 6)는 위쪽으로 움직이면, 상기 가동 플랫폼(8)은 도 4의 평면에서 반시계 방향으로 회전한다. 여기서 언급한 방향과 반대방향으로 가동 가이드들(4, 5)과 링크들(6, 7)이 움직이는 경우에는 가동 플랫폼(8)은 시계 방향으로 회전할 수 있다. As shown in FIG. 4, the movable guide (first movable guide 2) located at the upper side of FIG. 4 of the two movable guides moves to the left side of the drawing, and the movable guide (second movable guide) located at the lower side of FIG. 4. , 3) moves to the right side of the drawing, the link (second link, 7) located on the left side of FIG. 4 moves downward, and the link (first link, 6) located on the right side of FIG. 4 moves upwards, The movable platform 8 rotates counterclockwise in the plane of FIG. 4. The movable platform 8 can rotate clockwise when the movable guides 4, 5 and the links 6, 7 move in the opposite direction as mentioned here.

도 5 및 도 6에는 가동 플랫폼(8)의 90° 회전 상태를 보여주는 도면이 도시되어 있다. 5 and 6 show a view showing a 90 ° rotation of the movable platform 8.

도 5에 도시된 것과 같이 링크들과 가동 가이드들의 직선 움직임의 조합에 의해 링크들에 레볼루트 조인트로 연결된 가동 플랫폼(8)은 시계방향으로 90°까지 회전이 가능하다. 물론, 도 5에 도시된 것과 반대 방향으로 가동 플랫폼(8)을 회전 시키는 경우에도 도 6에 도시된 것과 같이 반시계방향으로 90°까지 회전할 수 있다. By virtue of the combination of linear movement of the links and the movable guides as shown in FIG. 5, the movable platform 8 connected to the links with a revolute joint is rotatable clockwise by 90 °. Of course, even when rotating the movable platform 8 in the opposite direction as shown in Figure 5 can be rotated to 90 ° counterclockwise as shown in FIG.

도면에 도시된 실시예에서는 90°이상으로 회전시키지 않는 것을 예정하고 있지만, 링크의 길이를 길게 하는 경우에는 시계 방향 및 반시계 방향 모두 180°에 가까운 회전이 가능하다. 다만, 링크의 길이가 길어지는 경우에는 가동 플랫폼(8)에 설치되는 엔드 이팩터의 기능에 따라 강성이 문제될 수 있다. 예를 들어, 디패널링 작업을 수행하는 라우터(router)의 회전 절삭 공구가 가동 플랫폼(8)에 설치되는 경우에는 패널을 절삭하는데 소요되는 절삭력에 의해 링크가 굽힘 응력을 크게 받게 되어 고정밀도의 작업이 어려워질 수 있다. 따라서, 90도 이상의 회전 이 가능하도록 구성할 때에는 엔드 이팩터에 작용하는 힘이 작거나 고정밀도의 작업이 요구되지 않는 경우인 것이 바람직할 것이다. In the embodiment shown in the drawings, it is intended not to rotate by more than 90 °, but when the length of the link is increased, both clockwise and counterclockwise rotations of nearly 180 ° are possible. However, when the length of the link is long, rigidity may be a problem depending on the function of the end effector installed in the movable platform 8. For example, when a rotary cutting tool of a router performing the depaneling operation is installed on the movable platform 8, the link is subjected to a large bending stress by the cutting force required to cut the panel, so that a high precision Work can be difficult. Therefore, when it is configured to enable rotation of 90 degrees or more, it may be preferable that the force acting on the end effector is small or high precision work is not required.

도 7 및 도 8에는 본 발명의 평면 고속 이송 병렬기구의 특이점(singularity point)에 해당하는 위치와 자세를 보여주는 도면이 도시되어 있다. 7 and 8 are views showing the position and attitude corresponding to the singularity point of the planar high speed parallelism mechanism of the present invention.

특이점이란 순간적으로 기구의 자유도가 변하는 위치와 자세를 말한다. 병렬 기구에 있어서는 기구가 특이점 상태가 되면 운동에 제약이 생기거나 엔드 이팩터의 제어 불능 또는 기구의 파손까지 일어날 수 있으므로 병렬 기구 설계에 있어서 특이점을 피하기 위한 설계는 대단히 중요하다. Singularity refers to the position and posture at which the degree of freedom of the instrument changes instantaneously. In the parallel mechanism, if the mechanism is in the singularity state, the movement may be restricted, the end effector may be out of control, or even the mechanism may be broken. Therefore, the design to avoid the singularity is very important in the parallel mechanism design.

본 발명의 평면 고속 이송 병렬 기구에는 도 7에 도시된 것과 같이 가동 플랫폼(8)의 회전 각도가 0°인 상태에서 하나의 특이점이 존재하고, 도 8에 도시된 것과 같이 가동 플랫폼(8)의 회전 각도가 90°인 상태에서 또 하나의 특이점이 존재한다. 도 8에서는 가동 플랫폼(8)의 반시계 방향의 회전 각도가 90°인 경우만을 도시하고 있으나, 가동 플랫폼(8)의 시계 방향의 회전 각도가 90°인 경우도 마찬가지이다. In the planar high-speed transfer parallel mechanism of the present invention, as shown in FIG. 7, one singular point exists in a state where the rotation angle of the movable platform 8 is 0 °, and as shown in FIG. There is another singularity with the rotation angle at 90 °. In FIG. 8, only the case where the counterclockwise rotation angle of the movable platform 8 is 90 degrees is shown, but it is the same also when the clockwise rotation angle of the movable platform 8 is 90 degrees.

작동 중에 이러한 특이점 상태를 피하기 위해 본 발명에서는 앞서 언급한 네 개의 엑츄에이터를 모두 사용하는 것이 바람직하다. In order to avoid this singularity state during operation, it is preferred in the present invention to use all four actuators mentioned above.

즉, 도 7에 도시된 것과 같은 상태에서 A1, A2, B1의 세 개의 엑츄에이터만으로는 기구의 움직임이 구속되어 자세를 바꾸거나 위치를 이동할 수 없다. 이때 B2의 엑츄에이터를 더 사용하면 정상적인 작동이 가능하다. 도 8에 도시된 경우도 마찬가지로, A1, B1, B2의 엑츄에이터만으로는 기구의 움직임이 구속되어 자세를 바꾸거나 위치를 이동할 수 없다. 이때 A2의 엑츄에이터를 더 사용하면 정상적인 작동이 가능하다. That is, only three actuators A1, A2, and B1 in the same state as shown in FIG. If you use the actuator of B2 at this time, normal operation is possible. Similarly, even in the case shown in Fig. 8, the actuators of A1, B1, and B2 alone are constrained in movement and cannot change their posture or position. If you use the actuator of A2 at this time, normal operation is possible.

한편, 이상에서는 도면에 도시된 것과 같이, 두 개의 가동 가이드를 구동하는 엑츄에이터들이 각각 서로 다른 고정 가이드에 설치되는 경우만을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나의 고정 가이드에 두 개의 가동 가이드를 독립적으로 구동하는 엑츄에이터가 설치되는 경우도 본 발명의 범위에 속하는 것이다. On the other hand, as shown in the drawings, but described only the case where the actuators for driving the two movable guides are respectively installed in different fixed guides, the present invention is not limited to this, two movable guides in one fixed guide In the case where an actuator for independently driving the actuator is installed, it is also within the scope of the present invention.

지금까지 본 발명을 설명함에 있어, 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다. In the following description of the present invention, the embodiments illustrated in the drawings have been described with reference to the embodiments, which are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art. I will understand the point. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명에 따른 평면 고속 이송 병렬기구의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a planar high speed transfer parallel mechanism according to the present invention.

도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 병렬기구가 각각 Y축 움직임, X축 움직임 및 회전 움직임을 구현하는 경우를 도식적으로 보여주는 도면. 2 to 4 schematically show a case in which the parallel mechanism shown in FIG. 1 implements Y-axis movement, X-axis movement, and rotational movement, respectively.

도 5 및 도 6은 가동 플랫폼의 90° 회전 상태를 보여주는 도면. 5 and 6 show a 90 ° rotation of the movable platform.

도 7 및 도 8은 본 발명의 평면 고속 이송 병렬기구의 특이점(singularity point)에 해당하는 위치와 자세를 보여주는 도면. 7 and 8 are views showing the position and posture corresponding to the singularity point of the planar high speed parallelism mechanism of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 베이스 2: 제1고정 가이드1: base 2: first fixing guide

3: 제2고정 가이드 4: 제1가동 가이드3: second fixing guide 4: first movable guide

5: 제2가동 가이드 6: 제1링크5: The Second Operation Guide 6: The First Link

7: 제2링크 8: 가동 플랫폼7: Link 2 8: Operation Platform

9: 제1슬라이더 10: 제2슬라이더9: first slider 10: second slider

100: 평면 고속 이송 병렬기구100: plane high speed parallelism mechanism

Claims (5)

일방향으로 연장되어 서로 평행하게 배치된 두 개의 고정 가이드;Two fixing guides extending in one direction and arranged in parallel to each other; 상기 고정 가이드들과 교차하는 방향으로 연장되고, 상기 고정 가이드들의 상측에 상기 고정 가이드들 중 하나 이상과 프리스마틱 조인트로 연결된 두 개의 가동 가이드; Two movable guides extending in a direction crossing the fixing guides and connected to at least one of the fixing guides by a prismatic joint on top of the fixing guides; 상기 가동 가이드들 중 하나의 상측에 프리스마틱 조인트로 각각 연결된 두 개의 링크; 및 Two links each connected by a prismatic joint to an upper side of one of the movable guides; And 상기 두 개의 링크에 각각 레볼루트 조인트로 연결된 가동 플랫폼을 포함하는 평면 고속 이송 병렬기구.A planar high speed traverse parallel mechanism comprising a movable platform connected to each of the two links by a revolved joint. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 링크와 상기 가동 플랫폼을 연결하는 레볼루트 조인트는 상기 가동 가이드 상에서 상기 가동 플랫폼 측으로 돌출되도록 배치된 평면 고속 이송 병렬기구.And a revolute joint connecting said link and said movable platform is arranged to protrude toward said movable platform on said movable guide. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 링크가 상기 가동 가이드 상에서 가동 플랫폼 측으로 돌출된 길이는 상기 가동 플랫폼의 두 개의 레볼루트 조인트 사이의 거리보다 더 큰 평면 고속 이송 병렬기구.And a planar high feed parallel mechanism in which the length of the link projecting from the movable guide toward the movable platform is greater than the distance between two revolution joints of the movable platform. 제1항에 있어서, The method of claim 1, (i) 제1고정 가이드를 따라 제1가동 가이드가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(A1); (i) an actuator A1 for allowing the first movable guide to move along the first fixed guide; (ii) 제2고정 가이드를 따라 제2가동 가이드가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(A2); (ii) an actuator A2 for allowing the second movable guide to move along the second fixed guide; (iii) 제1가동 가이드를 따라 제1링크가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(B1); 및 (iii) an actuator B1 for allowing the first link to move along the first movable guide; And (iv) 제2가동 가이드를 따라 제2링크가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(B2) 중 세 개 이상의 엑츄에이터를 더 포함하는 평면 고속 이송 병렬기구.(iv) a planar high speed transfer parallel mechanism further comprising three or more actuators of the actuators B2 allowing the second link to move along the second movable guide. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 제1고정 가이드를 따라 제1가동 가이드가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(A1)와, 제1고정 가이드를 따라 제2가동 가이드가 상기 제1가동 가이드와는 독립적으로 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(A2)를 포함하고, An actuator A1 for allowing the first movable guide to move along the first fixed guide, and an actuator A2 for allowing the second movable guide to move independently of the first movable guide along the first fixed guide. Including, (i) 제1가동 가이드를 따라 제1링크가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(B1); 및 (i) an actuator B1 for allowing the first link to move along the first movable guide; And (ii) 제2가동 가이드를 따라 제2링크가 이동할 수 있게 하는 엑츄에이터(B2) 중 하나 이상의 엑츄에이터를 더 포함하는 평면 고속 이송 병렬기구.(ii) a planar high speed transfer parallel mechanism further comprising an actuator (B2) of the actuator (B2) to allow the second link to move along the second movable guide.
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