KR20100095839A - 이송 시스템 - Google Patents

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Abstract

이송 시스템이 개시된다. 본 발명의 이송 시스템은, 피이송물의 이송라인을 따라 마련되는 이송 프레임; 상부에서 피이송물이 탑재되며, 이송 프레임 상에서 피이송물과 함께 이송 프레임을 따라 이송되는 다수의 팔레트; 및 이송 프레임과 팔레트에 마련되어 이송 프레임 상에서의 팔레트에 대한 주행 및 정지 동작을 개별적으로 제어하는 개별 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 간단하고도 단순한 구조를 가지면서도 피이송물에 대한 연속 반송이 요구되는 다양한 작업 환경 하에 적용되어 용이하고 효율적으로 피이송물을 이송시킬 수 있으며, 특히 피이송물에 대한 주행 및 정지 동작을 종래보다 간단하고 용이하게 제어할 수 있어 피이송물 간의 충돌 등에 의한 손상을 예방할 수 있다.

Description

이송 시스템{TRANSFERRING SYSTEM}
본 발명은, 이송 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 간단하고도 단순한 구조를 가지면서도 피이송물에 대한 연속 반송이 요구되는 다양한 작업 환경 하에 적용되어 용이하고 효율적으로 피이송물을 이송시킬 수 있으며, 특히 피이송물에 대한 주행 및 정지 동작을 종래보다 간단하고 용이하게 제어할 수 있어 피이송물 간의 충돌 등에 의한 손상을 예방할 수 있는 이송 시스템에 관한 것이다.
이송 시스템이란, 피이송물을 원하는 장소로 이송하는 일련의 시스템이다. 여기서, 피이송물이란, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함하는 기판, 반도체용 웨이퍼(wafer), 기판이나 웨이퍼를 수용하여 지지하는 트레이나 카세트가 될 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 박스(box)를 비롯한 각종 다양한 물류품이 될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 가로/세로의 길이가 3 미터(m) 내외에 이르는 11세대용 LCD 기판(glass)을 피이송물이라 하여 설명하기로 한다.
이러한 LCD 기판은 크게 TFT 공정, Cell 공정 및 Module 공정을 통해 제품으로 출시된다.
TFT 공정은 반도체 제조 공정과 매우 유사한데, 증착(Deposition), 사진식각(Photo lithography), 식각(Etching)을 반복하여 유리기판 위에 박막 트랜지스터를 배열하는 공정이다.
Cell 공정은, TFT 공정에 의해 제조된 TFT 하판과, 칼라 필터(Color Filter)인 상판에 액정이 잘 정렬될 수 있도록 배향막을 형성하고, 실(Seal) 인쇄를 하여 상하판을 합착하는 공정이다.
그리고 모듈(Module)공정은 완성된 LCD패널에 편광판을 부착하고 집적 회로(Drive-IC)를 실장한 후, PCB(Printed Circuit Board)와 조립한 다음, 그 배면으로 백라이트 유닛(Back-light Unit)과 기구물을 조립하는 일련의 단계를 가리킨다.
이러한 공정들 또는 이들 공정 내의 각 공정들이 순차적으로 진행될 수 있도록 각 공정들을 연결하는 라인(line) 간에는 전 공정으로부터 LCD 기판을 전달 받아, 후 공정으로 기판을 이송하기 위한 이송 시스템이 마련된다.
기판을 이송시키기 위한 이송 시스템의 일 실시예로서, 기판을 연속적으로 이송시킬 수도 있을 뿐만 아니라 구간별로 기판의 주행 및 정지 동작을 제어할 수 있는 마그네틱 컨베이어(magnet conveyor)를 적용한 이송 시스템이 개시된 바 있다.
마그네틱 컨베이어가 적용된 이송 시스템은 기판을 연속적으로 이송할 수도 있고, 또한 작업을 위해 앞선 기판이 멈춘 경우에 뒤따르던 기판의 이송을 멈출 수 있기 때문에 LCD 기판과 같이 깨지기 쉬운 피이송물을 이송할 때 효율적일 수 있으며, 특히 클린 룸(clean room) 환경에 적용하기에 유리한 이점이 있다.
그렇지만, 이러한 구조의 마그네틱 컨베이어가 적용된 이송 시스템의 경우, 일반적인 컨베이어에 비해 고정밀도를 요하는 한편 기판이 대형화되면 될 수록 보다 많은 수의 롤러축과 롤러가 필요하기 때문에 제조하기도 쉽지 않고, 조립 및 제어하기도 복잡할 뿐만 아니라 제조비용 또한 증가하며, 많은 수의 롤러가 직접 기판에 접촉함으로 인하여 기판에 잠재적인 파손 위험성을 유발시키는 단점이 있다.
기판을 이송시키기 위한 이송 시스템의 다른 실시예로서, 기판과 구동 롤러와의 직접적인 접촉을 피해 팔레트 상에 기판을 고정한 후 , 팔레트를 이용한 연속 반송으로 이송 시스템을 구현하되, 구동 롤러가 프릭션 롤러로 구성되어 있는 프릭션 컨베이어(friction conveyor)를 적용한 이송 시스템이 개시된 바 있다.
프릭션 컨베이어는 롤러축에 결합된 롤러가 롤러축에 대해 자유회전하거나 선택적으로 롤러축과 함께 롤러가 회전 구동될 수 있는 것으로서, 기판을 고정하고 있는 팔레트가 롤러에 로딩되어 지지되지 않은 경우에는 롤러가 롤러축에 대해 자유회전하면서 헛돌게 되나 기판을 고정하고 있는 팔레트가 롤러에 접촉되어 접촉 마찰력이 발생되면, 즉 롤러와 롤러축 간의 접촉 마찰력이 팔레트와 롤러 사이의 접촉 마찰력보다 커지면 롤러가 롤러축을 따라 회전하는 구조를 갖는다. 이러한 프릭션 컨베이어는 현재 자동화 라인에서 반송물의 연속 반송이 요구되는 경우 사용되고 있는 것으로 알려지고 있다.
그런데, 이러한 구조의 프릭션 컨베이어가 적용된 이송 시스템을 이용하여 LCD 기판과 같은 피이송물에 대한 주행 및 정지 동작을 개별적으로 제어하기 위해서는 복잡할 뿐만 아니라 제어가 용이하지도 않은 고가의 통신장비가 추가로 사용 되어야만 하기 때문에 다양한 작업 환경 하에서의 자동화 라인에 적용하기에는 현실적으로 바람직하지 못하다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은, 간단하고도 단순한 구조를 가지면서도 피이송물에 대한 연속 반송이 요구되는 다양한 작업 환경 하에 적용되어 용이하고 효율적으로 피이송물을 이송시킬 수 있으며, 특히 피이송물에 대한 주행 및 정지 동작을 종래보다 간단하고 용이하게 제어할 수 있어 피이송물 간의 충돌 등에 의한 손상을 예방할 수 있는 이송 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 피이송물의 이송라인을 따라 마련되는 이송 프레임; 상부에서 상기 피이송물이 탑재되며, 상기 이송 프레임 상에서 상기 피이송물과 함께 상기 이송 프레임을 따라 이송되는 다수의 팔레트; 및 상기 이송 프레임과 상기 팔레트에 마련되어 상기 이송 프레임 상에서의 상기 팔레트에 대한 주행 및 정지 동작을 개별적으로 제어하는 개별 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템에 의해 달성된다.
여기서, 상기 개별 제어 유닛은, 상기 이송 프레임과 상기 팔레트에 마련되어 상기 이송 프레임 상에서 상기 팔레트를 주행시키는 주행 유닛; 상기 팔레트의 일측에 마련되어 앞선 팔레트와의 거리를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부의 감지 신호에 기초하여 상기 주행 유닛의 동작을 온/오프(on/off) 제어하는 유닛 제어부 를 포함할 수 있다.
상기 감지부는, 상기 팔레트의 전방 일측에 마련되어 상기 팔레트가 정주행(+X)할 때 앞선 팔레트와의 거리를 감지하는 전방 센서; 및 상기 팔레트의 후방 일측에 마련되어 상기 팔레트가 역주행(-X)할 때 앞선 팔레트와의 거리를 감지하는 후방 센서를 포함할 수 있다.
상기 전방 및 후방 센서는 레이저 센서일 수 있으며, 상기 팔레트에는, 인접된 팔레트에 마련된 상기 전방 및 후방 센서와의 대응되는 위치에 마련되어 상기 전방 및 후방 센서로부터의 레이저를 반사시키는 다수의 반사판이 더 마련될 수 있다.
상기 개별 제어 유닛은, 상기 팔레트의 일측에 마련되며 상기 유닛 제어부가 상기 주행 유닛을 통해 상기 팔레트의 속도를 가속 또는 감속할 수 있도록 상기 유닛 제어부로 속도 제어 신호를 전송하는 속도 제어센서를 더 포함할 수 있다.
상기 개별 제어 유닛은, 상기 팔레트의 일측에 마련되며 상기 유닛 제어부가 상기 주행 유닛을 통해 상기 팔레트의 주행 방향을 정방향(+X) 또는 역방향(-X)으로 선택할 수 있도록 상기 유닛 제어부로 방향 제어 신호를 전송하는 방향 제어센서를 더 포함할 수 있다.
상기 주행 유닛은, 상기 이송 프레임과 상기 팔레트에 마련되어 상기 팔레트의 주행을 위한 전원을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 전원 공급부에 의해 공급된 전원에 기초하여 상기 이송 프레임 상에서 상기 팔레트를 주행시키는 주행부를 포함할 수 있다.
상기 전원 공급부는, 비접촉 방식으로 전원을 공급하는 비접촉식 전원 공급부일 수 있다.
상기 비접촉식 전원 공급부는, 상기 이송 프레임의 상부에서 상기 이송라인을 따라 길게 마련되는 유도 레일; 및 상기 유도 레일에 인접하게 배치되도록 상기 팔레트의 하부에 마련되어 전자유도법칙에 의해 비접촉 상태에서 일정한 전류를 인가받아 상기 주행부로 전원을 공급하는 픽업 유닛을 포함할 수 있다.
상기 유도 레일은 상호간 이격 배치되고 나란하게 배치된 한 쌍의 레일블록을 구비할 수 있으며, 상기 픽업 유닛은 상기 한 쌍의 레일블록 사이 및 외측에 각각 배치되는 기전력 생성 돌기부를 구비한 영문 대문자 E자 형상을 가질 수 있다.
상기 주행부는, 전자기력으로 리니어(linear) 구동하는 마그네틱 리니어 주행부일 수 있다.
상기 마그네틱 리니어 주행부는, 상기 이송 프레임의 상부에 마련되는 고정자; 및 상기 팔레트의 하부에 마련되며 상기 팔레트의 주행을 위해 상기 전원 공급부로부터 전원을 선택적으로 인가받아 상기 고정자와의 상호 작용에 의한 전자기력으로 상기 팔레트를 주행시키는 가동자를 포함할 수 있다.
상기 고정자는 낱개로 분리되되 상호간 일렬로 배치되는 다수의 영구 막대자석에 의해 마련될 수 있으며, 상기 가동자는 전자석에 의해 마련될 수 있다.
상기 다수의 영구 막대자석은 상기 이송 프레임의 상부에서 일정한 경사도를 가지고 일렬로 배치될 수 있다.
상기 마그네틱 리니어 주행부는, 상기 이송 프레임의 하부에 구름 접촉되어 상기 팔레트의 주행 시 상기 팔레트를 따라 회전하는 다수의 자유회전형 롤러; 및 상기 고정자와 상기 가동자의 간격을 일정하게 유지시키면서 상기 팔레트에 대해 상기 자유회전형 롤러를 회전 가능하게 연결하는 롤러 연결부를 더 포함할 수 있다.
이송 중인 상기 팔레트의 수평도 유지를 위해 상기 팔레트의 네 모서리 영역에는 수평형 롤러가 각각 마련되고, 양측면에는 다수의 수직형 롤러가 마련될 수 있다.
상기 피이송물은 LCD(Liquid Crystal Display) 기판일 수 있다.
상기 팔레트의 상부에는 상기 LCD 기판을 지지하는 다수의 기판 지지용 핀이 더 마련될 수 있으며, 상기 다수의 기판 지지용 핀의 상단부에는 탄성재질의 완충캡이 더 마련될 수 있다.
본 발명에 따르면, 간단하고도 단순한 구조를 가지면서도 피이송물에 대한 연속 반송이 요구되는 다양한 작업 환경 하에 적용되어 용이하고 효율적으로 피이송물을 이송시킬 수 있으며, 특히 피이송물에 대한 주행 및 정지 동작을 종래보다 간단하고 용이하게 제어할 수 있어 피이송물 간의 충돌 등에 의한 손상을 예방할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도 면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도면 대비 설명에 앞서, 이하에서 설명될 피이송물이란, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함하는 기판, 반도체용 웨이퍼(wafer), 기판이나 웨이퍼를 수용하여 지지하는 트레이(tray)나 카세트(cassette)가 될 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 박스(box)를 비롯한 각종 다양한 물류품이 될 수 있다. 하지만, 설명의 편의를 위해 이하의 실시예에서는 피이송물을 기판이라 하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 시스템이 적용될 구성도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 이송 시스템은 실시예로서 도 1과 같은 구조에 적용될 수 있다. 즉 (A) 위치에서 기판이 공급되어 이송 프레임(110) 상의 팔레트(130)에 탑재되면, 팔레트(130)는 이송 프레임(110) 상에서 제1 이송라인을 따라 정방향인 +X 방향으로 이동하여 (B) 위치로 기판을 이송시킨다.
기판이 탑재된 팔레트(130)가 (B) 위치에 도달되면 (B) 위치에서 로봇(robot) 등에 의해 기판이 취출된다. 기판이 취출되고 나면 팔레트(130)는 제1 리프터(101)에 의해 -Z 방향으로 다운(down)된 후, 제2 이송라인을 따라 역방향인 -X 방향으로 이동하여 (A) 위치로 복귀된다.
(A) 위치로 복귀된 후에는 제2 리프터(102)에 의해 +Z 방향으로 업(up)된 후, 다시 새로운 기판을 공급받아 기판을 이송하는 일련의 동작을 수행하게 된다. 이러한 이송 시스템은 기판에 대한 연속 반송이 요구되는 작업 환경 하에 주로 적용될 수 있다.
한편, 기판이 연속적으로 이송되는 과정에서 이상 요인이나 혹은 별도의 작업 환경 요인에 의해 기판을 탑재한 앞선 팔레트(130)가 정지될 경우, 뒤따르던 팔레트(130) 역시 정지해야 한다. 그렇지 않을 경우, 뒤따르던 팔레트(130)가 앞선 팔레트(130)에 부딪혀 팔레트(130) 또는 그에 탑재된 기판이 손상될 수 있다.
이를 위해 종래기술의 경우에는 마그네틱 컨베이어(magnet conveyor) 또는 프릭션 컨베이어(friction conveyor)를 적용한 이송 시스템을 제안한 바 있지만 앞서 기술한 바와 같이 현실적으로 적용이 어렵다는 점을 감안하여, 본 실시예에서는 아래와 같이 간단하고도 단순한 구조를 가지면서도 기판에 대한 연속 반송이 요구되는 다양한 작업 환경 하에 적용되어 용이하고 효율적으로 기판을 이송시킬 수 있으며, 특히 기판에 대한 주행 및 정지 동작을 종래보다 간단하고 용이하게 제어할 수 있어 팔레트 또는 기판 간의 충돌 등에 의한 손상을 예방할 수 있는 이송 시스템을 제안하고 있는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 시스템의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 팔레트의 확대 사시도이며, 도 4는 도 2의 요부 확대도이고, 도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ 선에 따른 개략적인 단면도이며, 도 6은 전방 및 후방 센서의 동작을 설명하기 위한 팔레트의 평면도들이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 이송 시스템은, 기판의 이송라 인(도 1 참조)을 따라 마련되는 이송 프레임(110)과, 상부에서 기판이 탑재되며 이송 프레임(110) 상에서 기판과 함께 이송 프레임(110)을 따라 이송되는 다수의 팔레트(130a~130c)와, 이송 프레임(110)과 팔레트(130a~130c)에 마련되어 이송 프레임(110) 상에서의 팔레트(130a~130c)에 대한 주행 및 정지 동작을 개별적으로 제어하는 개별 제어 유닛(140)을 구비한다.
이송 프레임(110)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 팔레트(130a~130c)를 이송시키는 이송라인을 형성한다. 도 1과 같이 이송 프레임(110)은 지면에 대해 상방으로 이격된 제1 이송라인과, 제1 이송라인보다 하방에 위치되는 제2 이송라인을 형성할 수 있다.
뿐만 아니라 이송 프레임(110)에 의한 이송라인은 도 1에 도시된 단순한 일직선 형태에서 벗어나 마치 한글 'ㅁ'자 같은 구조로서 순환되는 형태가 되어도 좋다. 어떠한 구조나 형상, 또는 사이즈(size)에 무관하게 이송 프레임(110)은 기판이 탑재된 팔레트(130a~130c)나 혹은 팔레트(130a~130c) 그 자체를 이송시키는 이송라인을 형성하면 그것으로 충분하다.
팔레트(130a~130c)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이송 프레임(110) 상에 마련되어 이송 프레임(110)을 따라 이송되는 구조체이다. 본 실시예의 이송 시스템은 실시예로서 기판을 이송시키고 있으므로 팔레트(130a~130c)의 상부에는 기판이 탑재된다.
기판은 유리재질로 제작되므로 스크래치(scratch)에 매우 민감하다. 따라서 팔레트(130a~130c)의 상부에는 기판을 지지하는 다수의 기판 지지용 핀(131)이 더 마련된다. 기판 지지용 핀(131)들의 상단부에는 탄성재질의 완충캡(132)이 마련되어 기판에 스크래치가 발생되는 것을 저지하면서 팔레트(130a~130c)에 탑재된 기판이 이송 중에 팔레트(130a~130c)로부터 이탈되는 것을 저지한다.
팔레트(130a~130c)는 평면 투영 시 사각형의 구조를 갖는데, 팔레트(130a~130c)의 네 모서리 영역에는 각각 하나씩의 수평형 롤러(133)가, 그리고 양측면에는 다수의 수직형 롤러(134)가 마련되어 있다. 수평형 롤러(133)와 수직형 롤러(134)들은 모두가 이송 프레임(110)의 양측 내면 및 하면에 각각 접촉되어 팔레트(130a~130c)의 구름 이동을 돕는 역할을 한다.
이 경우, 본 실시예의 수평형 롤러(133)와 수직형 롤러(134)들은 모두 비동력의 자유회전형 롤러로 적용된다. 즉 자세히 수술하는 바와 같이, 본 실시예에서 팔레트(130a~130c)는 비접촉식 전원 공급에 따른 전자기력에 의해 이동(이송, 구동)되므로 사실상 수평형 롤러(133)와 수직형 롤러(134)들이 존재하지 않더라도 팔레트(130a~130c)의 이동에는 아무런 문제가 없다.
다만, 본 실시예와 같이 수평형 롤러(133)와 수직형 롤러(134)들이 마련되는 경우에는 이송 중인 팔레트(130a~130c)의 수평도를 유지시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 개별 제어 유닛(140)은, 이송 프레임(110)과 팔레트(130a~130c)에 마련되어 이송 프레임(110) 상에서 팔레트(130a~130c)를 정방향(+X) 또는 역방향(-X)으로 주행시키는 주행 유닛(150)과, 팔레트(130a~130c)의 일측에 마련되어 앞선 팔레트(130a~130c)와의 거리를 감지하는 감지부(181,182)와, 감지부(181,182)의 감지 신호에 기초하여 주행 유닛(150)의 동작을 온/오프(on/off) 제어하는 유닛 제어부 (미도시)를 구비한다.
주행 유닛(150)의 설명에 앞서 감지부(181,182)에 대해 먼저 설명하면, 본 실시예에서의 감지부(181,182)는, 팔레트(130a~130c)의 전방 일측에 마련되어 팔레트(130a~130c)가 정주행(+X)할 때 앞선 팔레트(130a~130c)와의 거리를 감지하는 전방 센서(181)와, 팔레트(181)의 후방 일측에 마련되어 팔레트(181)가 역주행(-X)할 때 역시 앞선 팔레트와의 거리를 감지하는 후방 센서(182)를 구비한다.
본 실시예에서 전방 및 후방 센서(181,182) 모두는 레이저 센서로 적용되는데, 센서의 동작이 수행될 수 있도록, 팔레트(130a~130c)에는, 인접된 팔레트(130a~130c)에 마련된 전방 및 후방 센서(181,182)와의 대응되는 위치에 마련되어 전방 및 후방 센서(181,182)로부터의 레이저를 반사시키는 제1 및 제2 반사판(181a,182a)이 더 마련된다.
이에 따라, 이상 요인이나 혹은 별도의 작업 환경 요인에 의해 예를 들어 앞선 팔레트(130a~130c)를 정지시킨 경우, 뒤따르던 팔레트(130a~130c)가 정지된 앞선 팔레트(130a~130c)로 일정 거리 접근되면 감지부(181,182)로서의 전방 및 후방 센서(181,182) 중 어느 하나가 제1 및 제2 반사판(181a,182a)으로부터 반사되는 레이저를 통해 거리를 감지하게 되고, 이어 유닛 제어부가 주행 유닛(150)의 동작을 오프(off)시켜 뒤따르던 팔레트(130a~130c)를 정시시키게 된다. 따라서 팔레트(130a~130c)끼리 또는 팔레트(130a~130c)에 탑재된 기판끼리의 충돌에 의해 팔레트(130a~130c) 또는 기판이 손상되는 현상을 저지할 수 있게 된다. 참고로, 전방 및 후방 센서(181,182)에 의해 감지될 수 있는 거리는 대략 200 mm로 세팅될 수 있 지만, 이의 수치에 본 발명의 권리범위가 제한될 필요는 없다.
이러한 전방 및 후방 센서(181,182) 외에 본 실시예의 개별 제어 유닛(140)은 속도 제어센서(183)와 방향 제어센서(184)를 더 구비할 수 있다.
속도 제어센서(183)는, 팔레트(130a~130c)의 측면에 마련되며 유닛 제어부가 주행 유닛(150)을 통해 팔레트(130a~130c)의 속도를 가속 또는 감속할 수 있도록 유닛 제어부로 속도 제어 신호를 전송하는 역할을 한다.
그리고 방향 제어센서(184)는, 역시 팔레트(130a~130c)의 측면에 마련되며 유닛 제어부가 주행 유닛(150)을 통해 팔레트(130a~130c)의 주행 방향을 정방향(+X) 또는 역방향(-X)으로 선택할 수 있도록 유닛 제어부로 방향 제어 신호를 전송하는 역할을 한다.
본 실시예의 경우, 속도 제어센서(183)와 방향 제어센서(184)는 팔레트(130a~130c)의 측면에서 상하 방향을 따라 인접되게 마련되고 있지만, 이들의 위치가 반드시 도면과 같을 필요는 없다. 속도 제어센서(183)와 방향 제어센서(184)는 전술한 전방 및 후방 센서(181,182)와 마찬가지로 레이저 센서일 수 있다.
이러한 속도 제어센서(183)와 방향 제어센서(184)의 필요성에 대해 도 1을 다시 참조하여 설명한다. 예컨대 기판을 탑재한 팔레트(130a~130c)가 제1 이송라인을 따라 (A) 위치에서 (B) 위치로 정방향(+X) 주행하는 경우에는 기판의 흔들림이나 기판의 이탈 우려가 예상될 수 있기 때문에 정속도 또는 정속도보다 다소 낮은 속도로 팔레트(130a~130c)를 이송시키는 것이 안전할 수 있다.
하지만, 기판이 취출된 빈 팔레트(130a~130c)가 제2 이송라인을 따라 (B) 위 치에서 (A) 위치로 복귀하는 경우에는 그 속도를 높이는 것이 택트 타임(tact time) 감소를 위해 유리하므로, 이와 같은 경우에 사용하기 위해 속도 제어센서(183)가 마련된다.
그리고 방향 제어센서(184)의 경우에는 (B) 위치에 도달된 팔레트(130a~130c)를 회전시켜 (A) 위치로 이송시키기가 곤란하다는 점을 감안하여 즉 (A) 위치에서 (B) 위치로 방향 전환 없이 팔레트(130a~130c)가 왕복될 수 있도록 하기 위해 마련된다. 하지만, 만약 속도 제어 및 방향 전환의 필요성이 없다면 속도 제어센서(183)와 방향 제어센서(184)를 굳이 적용하지 않아도 무방하다.
한편, 주행 유닛(150)은, 이송 프레임(110)과 팔레트(130a~130c)에 마련되어 팔레트(130a~130c)의 주행을 위한 전원을 공급하는 전원 공급부(160)와, 전원 공급부(160)에 의해 공급된 전원에 기초하여 이송 프레임(110) 상에서 팔레트(130a~130c)를 주행시키는 주행부(170)를 구비한다.
전원 공급부(160)는, 비접촉 방식으로 전원을 공급하는 비접촉식 전원 공급부(160)로 적용된다.
이러한 비접촉식 전원 공급부(160)는, 이송 프레임(110)의 상부에서 이송라인을 따라 길게 마련되는 유도 레일(161)과, 유도 레일(161)과 접촉하지 않은 상태에서 유도 레일(161)에 인접하게 배치되도록 팔레트(130a~130c)의 하부에 마련되어 전자유도법칙에 의해 비접촉 상태에서 일정한 전류를 인가받아 주행부(170)로 전원을 공급하는 픽업 유닛(162)을 구비한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유도 레일(161)은 상호간 이격 배치되고 나란하게 배치된 한 쌍의 레일블록(161a)을 구비한다. 그리고 픽업 유닛(162)은 유도 레일(161)에 대응되도록, 즉 한 쌍의 레일블록(161a) 사이 및 외측에 각각 배치되는 기전력 생성 돌기부(162a)를 구비한 영문 대문자 E자 형상을 갖는다. 이에, 유도 레일(161)에 고주파 교류전원이 인가되면 전자유도법칙에 의해 유도 레일(161)에 인접된 픽업 유닛(162)으로 기전력이 생성될 수 있으며, 이러한 기전력은 주행부(170)의 동력원으로 사용될 수 있다.
주행부(170)는, 전자기력으로 리니어(linear) 구동하는 마그네틱 리니어 주행부(170)로 적용된다.
이러한 마그네틱 리니어 주행부(170)는, 이송 프레임(110)의 상부에 마련되는 고정자(171)와, 팔레트(130a~130c)의 하부에 마련되며 팔레트(130a~130c)의 주행을 위해 전원 공급부(160)로부터 전원을 선택적으로 인가받아 고정자(171)와의 상호 작용에 의한 전자기력으로 팔레트(130a~130c)를 주행시키는 가동자(172)를 구비한다.
고정자(171)는 도 4에 도시된 바와 같이, 낱개로 분리되되 상호간 일렬로 배치되는 다수의 영구 막대자석에 의해 마련되며, 가동자(172)는 전자석에 의해 마련된다. 이때, 고정자(171)로서의 다수의 영구 막대자석은 이송 프레임(110)의 상부에서 일정한 경사도를 가지고 일렬로 배치된다. 이처럼 다수의 영구 막대자석이 일정한 경사도를 가지고 일렬로 배치되면 팔레트(130a~130c)의 주행이 좀 더 유연해지는 이점이 있다. 즉 마그네틱 리니어 주행부(170)에 의한 팔레트(130a~130c)의 주행은 고정자(171)에 대한 가동자(172)의 척력의 힘에 의해 수행되는데, 다수의 영구 막대자석이 일자의 형태로 이격 배치되지 않고 본 실시예와 같이 일정한 경사도를 가지고 일렬로 접면 배치될 경우에는 팔레트(130a~130c)의 주행에 필요한 척력이 보다 유연하고 연속적으로 작용할 수 있게 됨으로써 팔레트(130a~130c)의 주행이 좀 더 유연해질 수 있게 되는 것이다.
이 외에도, 본 실시예의 마그네틱 리니어 주행부(170)는, 이송 프레임(110)의 하부에 구름 접촉되어 팔레트(130a~130c)의 주행 시 팔레트(130a~130c)를 따라 회전하는 다수의 회전 롤러(173)와, 고정자(171)와 가동자(172)의 간격을 일정하게 유지시키면서 팔레트(130a~130c)에 대해 회전 롤러(173)를 회전 가능하게 연결하는 롤러 연결부(174)를 더 구비한다. 본 실시예의 경우, 회전 롤러(173) 역시 별도의 동력이 필요치 않은 자유회전형 롤러로 적용되고 있다.
이러한 구성을 갖는 이송 시스템의 작용에 대해 도 1 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, (A) 위치에서 기판이 공급되어 이송 프레임(110) 상의 팔레트(130a,130b,130c, 도 6 참조)에 차례로 탑재되면, 팔레트(130a,130b,130c)들은 이송 프레임(110) 상에서 제1 이송라인을 따라 정방향인 +X 방향으로 이동하여 (B) 위치로 기판을 이송시킨다.
이에 대해 살펴보면, 유도 레일(161)에 고주파 교류전원이 인가되면 전자유도법칙에 의해 유도 레일(161)에 인접된 픽업 유닛(162)으로 기전력이 생성되며, 생성된 기전력은 마그네틱 리니어 주행부(170)의 가동자(172)의 코일(coil)로 제공됨으로써 가동자(172)에는 자력이 발생된다. 발생된 가동자(172)의 자력은 고정 자(171)와의 사이에서 척력을 발생시킴으로써, 팔레트(130a,130b,130c)들은 이송 프레임(110) 상에서 정방향인 +X 방향으로 이동하게 된다. 이때, 팔레트(130a,130b,130c)들에 구비된 다수의 회전 롤러(173), 그리고 수평형 롤러(133) 및 수직형 롤러(134)들은 해당 위치에서 자유 회전됨으로써 팔레트(130a,130b,130c)들의 원활한 이동, 그리고 수평도를 유지시킨다.
이처럼 기판이 연속적으로 이송되는 과정에서 이상 요인이나 혹은 별도의 작업 환경 요인에 의해 기판을 탑재한 앞선 제1 팔레트(130a)가 정지된다. 그러면 뒤따르던 제2 팔레트(130b)는 계속 주행하다가 정지되는데, 즉 제2 팔레트(130b)에 구비된 전방 센서(181)가 제1 팔레트(130a)의 제1 반사판(181a)으로부터 반사되는 레이저를 통해 거리를 감지하게 되고, 도 6과 같이 그 거리가 일정한 기준치 이하로 짧아지면 유닛 제어부가 주행 유닛(150)의 동작을 오프(off)시킴으로써 뒤따르던 제2 팔레트(130b)는 정지된다. 즉 제2 팔레트(130b)에 구비된 픽업 유닛(162)에서 생성된 기전력이 제2 팔레트(130b)에 구비된 마그네틱 리니어 주행부(170)의 가동자(172)의 코일(coil)로 제공되지 않도록 유닛 제어부가 주행 유닛(150)의 동작을 오프(off)시킴으로써 뒤따르던 제2 팔레트(130b)는 정지된다.
이에 따라, 제1 및 제2 팔레트(130a,130b)끼리 또는 제1 및 제2 팔레트(130a,130b)에 탑재된 기판끼리의 충돌에 의해 제1 및 제2 팔레트(130a,130b) 또는 기판이 손상되는 현상을 저지할 수 있게 된다. 물론, 제2 팔레트(130b)가 정지된 경우일지라도 도 6과 같이 아직 멀리 떨어져서 이송 중인 제3 팔레트(130c)는 계속 정방향인 +X 방향으로 이동된다.
이러한 정지 동작이 모두 해제되어 기판이 탑재된 팔레트(130a,130b,130c)들이 차례로 (B) 위치에 도달되면 (B) 위치에서 로봇(robot) 등에 의해 탑재된 기판이 순차적으로 취출된다.
기판이 취출되고 나면 팔레트(130a,130b,130c)들은 제1 리프터(101)에 의해 차례로 -Z 방향으로 다운(down)된 후, 제2 이송라인을 따라 역방향인 -X 방향으로 이동하여 (A) 위치로 복귀된다. (A) 위치로 복귀되기 위해 방향 제어센서(184)에 방향 전환을 위한 신호가 감지되도록 구성함으로써 유닛 제어부가 주행 유닛(150)의 동작을 역방향인 -X 방향으로 제어하여 팔레트(130a,130b,130c)들이 역방향인 -X 방향으로 이동하도록 신호를 발생시킨다. 이 경우에는 앞서 기술한 바와 같이, 기판이 탑재되지 않은 빈 팔레트(130a,130b,130c)들의 이동이기 때문에, 속도 제어센서(183)가 신호를 발생시켜 유닛 제어부로 하여금 주행 유닛(150)의 제어를 통해 팔레트(130a,130b,130c)들의 속도가 증가되도록 할 수 있다.
팔레트(130a,130b,130c)들이 (A) 위치로 차례로 복귀된 후에는 제2 리프터(102)에 의해 +Z 방향으로 각각 업(up)된 후, 다시 새로운 기판을 공급받아 기판을 이송하는 일련의 동작을 수행하게 된다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 간단하고도 단순한 구조를 가지면서도 피이송물인 기판에 대한 연속 반송이 요구되는 다양한 작업 환경 하에 적용되어 용이하고 효율적으로 기판을 이송시킬 수 있으며, 특히 기판에 대한 주행 및 정지 동작을 종래보다 간단하고 용이하게 제어할 수 있어 기판 간의 충돌 등에 의한 손상을 예방할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 시스템이 적용될 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 팔레트의 확대 사시도이다.
도 4는 도 2의 요부 확대도이다.
도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ 선에 따른 개략적인 단면도이다.
도 6은 전방 및 후방 센서의 동작을 설명하기 위한 팔레트의 평면도들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
110 : 이송 프레임 130a~130c : 팔레트
133 : 수평형 롤러 134 : 수직형 롤러
140 : 개별 제어 유닛 150 : 주행 유닛
160 : 전원 공급부 161 : 유도 레일
162 : 픽업 유닛 170 : 주행부
171 : 고정자 172 : 가동자
181 : 전방 센서 182 : 후방 센서
183 : 속도 제어센서 184 : 방향 제어센서

Claims (18)

  1. 피이송물의 이송라인을 따라 마련되는 이송 프레임;
    상부에서 상기 피이송물이 탑재되며, 상기 이송 프레임 상에서 상기 피이송물과 함께 상기 이송 프레임을 따라 이송되는 다수의 팔레트; 및
    상기 이송 프레임과 상기 팔레트에 마련되어 상기 이송 프레임 상에서의 상기 팔레트에 대한 주행 및 정지 동작을 개별적으로 제어하는 개별 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개별 제어 유닛은,
    상기 이송 프레임과 상기 팔레트에 마련되어 상기 이송 프레임 상에서 상기 팔레트를 주행시키는 주행 유닛;
    상기 팔레트의 일측에 마련되어 앞선 팔레트와의 거리를 감지하는 감지부; 및
    상기 감지부의 감지 신호에 기초하여 상기 주행 유닛의 동작을 온/오프(on/off) 제어하는 유닛 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 팔레트의 전방 일측에 마련되어 상기 팔레트가 정주행(+X)할 때 앞선 팔레트와의 거리를 감지하는 전방 센서; 및
    상기 팔레트의 후방 일측에 마련되어 상기 팔레트가 역주행(-X)할 때 앞선 팔레트와의 거리를 감지하는 후방 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전방 및 후방 센서는 레이저 센서이며,
    상기 팔레트에는, 인접된 팔레트에 마련된 상기 전방 및 후방 센서와의 대응되는 위치에 마련되어 상기 전방 및 후방 센서로부터의 레이저를 반사시키는 다수의 반사판이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 개별 제어 유닛은, 상기 팔레트의 일측에 마련되며 상기 유닛 제어부가 상기 주행 유닛을 통해 상기 팔레트의 속도를 가속 또는 감속할 수 있도록 상기 유닛 제어부로 속도 제어 신호를 전송하는 속도 제어센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 개별 제어 유닛은, 상기 팔레트의 일측에 마련되며 상기 유닛 제어부가 상기 주행 유닛을 통해 상기 팔레트의 주행 방향을 정방향(+X) 또는 역방향(-X)으로 선택할 수 있도록 상기 유닛 제어부로 방향 제어 신호를 전송하는 방향 제어센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 주행 유닛은,
    상기 이송 프레임과 상기 팔레트에 마련되어 상기 팔레트의 주행을 위한 전원을 공급하는 전원 공급부; 및
    상기 전원 공급부에 의해 공급된 전원에 기초하여 상기 이송 프레임 상에서 상기 팔레트를 주행시키는 주행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전원 공급부는, 비접촉 방식으로 전원을 공급하는 비접촉식 전원 공급부인 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비접촉식 전원 공급부는,
    상기 이송 프레임의 상부에서 상기 이송라인을 따라 길게 마련되는 유도 레일; 및
    상기 유도 레일에 인접하게 배치되도록 상기 팔레트의 하부에 마련되어 전자 유도법칙에 의해 비접촉 상태에서 일정한 전류를 인가받아 상기 주행부로 전원을 공급하는 픽업 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유도 레일은 상호간 이격 배치되고 나란하게 배치된 한 쌍의 레일블록을 구비하며,
    상기 픽업 유닛은 상기 한 쌍의 레일블록 사이 및 외측에 각각 배치되는 기전력 생성 돌기부를 구비한 영문 대문자 E자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 주행부는, 전자기력으로 리니어(linear) 구동하는 마그네틱 리니어 주행부인 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 마그네틱 리니어 주행부는,
    상기 이송 프레임의 상부에 마련되는 고정자; 및
    상기 팔레트의 하부에 마련되며 상기 팔레트의 주행을 위해 상기 전원 공급부로부터 전원을 선택적으로 인가받아 상기 고정자와의 상호 작용에 의한 전자기력으로 상기 팔레트를 주행시키는 가동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스 템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 고정자는 낱개로 분리되되 상호간 일렬로 배치되는 다수의 영구 막대자석에 의해 마련되며,
    상기 가동자는 전자석에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 다수의 영구 막대자석은 상기 이송 프레임의 상부에서 일정한 경사도를 가지고 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 마그네틱 리니어 주행부는,
    상기 이송 프레임의 하부에 구름 접촉되어 상기 팔레트의 주행 시 상기 팔레트를 따라 회전하는 다수의 자유회전형 롤러; 및
    상기 고정자와 상기 가동자의 간격을 일정하게 유지시키면서 상기 팔레트에 대해 상기 자유회전형 롤러를 회전 가능하게 연결하는 롤러 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    이송 중인 상기 팔레트의 수평도 유지를 위해 상기 팔레트의 네 모서리 영역에는 수평형 롤러가 각각 마련되고, 양측면에는 다수의 수직형 롤러가 마련되는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 피이송물은 LCD(Liquid Crystal Display) 기판인 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 팔레트의 상부에는 상기 LCD 기판을 지지하는 다수의 기판 지지용 핀이 더 마련되며,
    상기 다수의 기판 지지용 핀의 상단부에는 탄성재질의 완충캡이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
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