KR20110038249A - Apparatus for adjusting a center of an ingot block and method for adjusting a center of an ingot block using it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 잉곳 블럭의 센터 조정장치 및 이를 이용한 잉곳 블럭의 센터 조정방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 잉곳 블럭의 선반 장착시 편심을 방지하기 위해 잉곳 블럭의 복수 부위에서의 각 이격거리를 자동으로 측정한다. 또한, 측정된 복수의 이격거리를 이용하여 잉곳 블럭의 복수 부위에서의 수직 단면의 각 중심점이 지면에 동일한 위치에 위치하도록 잉곳 블럭을 승강시키는 잉곳 블럭의 센터 조정장치 및 이를 이용한 잉곳 블럭의 센터 조정방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for adjusting the center of an ingot block and a method for adjusting the center of an ingot block using the same. More specifically, in order to prevent eccentricity when the shelf is mounted on the ingot block, the respective separation distances of the ingot blocks are automatically measured. In addition, the center adjusting device of the ingot block for raising and lowering the ingot block so that each center point of the vertical section in the plurality of parts of the ingot block is located at the same position on the ground using the measured plurality of separation distances, and the center adjustment of the ingot block using the same It is about a method.
일반적으로, 단결정으로 성장시킨 잉곳(ingot)은 웨이퍼 등과 같은 완성품의 제조를 위한 모재(母材)로 사용되며, 완성품의 제조를 용이하게 하기 위하여 반제품(半製品)으로 제조된다. 이러한 반제품은 실리콘 융액(融液)을 단결정 잉곳으로 성장시키는 공정과, 잉곳을 일정한 크기로 절단한 후 외부 표면을 절삭 및 연마 가공 등으로 다듬는 공정을 거쳐 형성된다.In general, ingots grown into single crystals are used as base materials for the production of finished products such as wafers, and are manufactured as semi-finished products to facilitate the production of the finished products. Such a semi-finished product is formed through a process of growing a silicon melt into a single crystal ingot and a process of cutting the ingot to a certain size and then cutting the outer surface by cutting and polishing.
단결정 성장장치에서 성장된 잉곳이 반제품으로 변모되는 과정을 도 1을 참 조하여 살펴보면, 단결정 성장장치(미도시)를 통해 성장된 잉곳(10)은 성장 방향(x방향; 성장시 지면을 향하는 방향)을 따라 성장 개시점 부위(M1), 성장 부위(M2) 및 성장 종료점 부위(M3)로 구분된다. 단결정 성장이 본격적으로 이루어지는 성장 부위(M2)와 달리 성장 개시점 부위(M1)와 성장 종료점 부위(M3)는 성장 방향(x방향)을 따라 수직 방향(z방향)으로의 단면 크기가 일정하게 형성되지 않는다.Referring to the process of the ingot grown in the single crystal growth apparatus is transformed into a semi-finished product, referring to Figure 1, the
한편, 잉곳(10)은 회전하는 종자정(seed)에 실리콘 융액이 적층되는 방식으로 성장되기 때문에 외부 표면에 굴곡이 형성된다.On the other hand, since the
일정한 성장길이(L)로 형성된 잉곳(10)은 후속 공정으로 이송되어 양단부, 즉 성장 개시점 부위(M1) 및 성장 종료점 부위(M3)가 제거된다. 이후, 양단이 제거되고 남은 성장 부위(M2)는 설정길이(L1) 단위로 절단되어 잉곳 블럭(ingot block; 20)으로 형성된다. 잉곳 블럭(20)은 성장 부위(M2)를 절단하여 형성하였음에도 불구하고, 외부 표면의 굴곡에 의해 성장 방향(x방향)으로 미세한 길이 차이가 있는 직경(Dx, Dy) 크기를 갖는다.The
위와 같은 잉곳(20; 20a, 20b)은 후속 공정에서 모따기(chamfering) 가공을 통해 사각기둥 형상의 잉곳 블럭(20a', 20b')으로 변형된다. 또한, 모서리 부분 및 외부 표면에 대한 연마(grinding) 가공을 통해 반제품(30)으로서 최종 제품화된다. (이하, 모따기 가공 및 연마 가공을 '스퀘어링(squaring) 가공'이라 통칭한다.)Ingots 20 (20a, 20b) as described above is transformed into square pillar-shaped ingot blocks (20a ', 20b') through a chamfering process in a subsequent process. It is also finalized as a semi-finished product 30 through grinding on corners and outer surfaces. (Hereinafter, chamfering and polishing are referred to as 'squaring'.)
잉곳 블럭(20)의 스퀘어링 가공은 보통 주축대와 심압대 등이 구비된 선 반(lathe)에서 이루어진다. 이러한 선반의 일측에는 잉곳 블럭(20)을 선반으로 인출입시키기 위해 잉곳 블럭(20)을 안착시키는 작업대가 구비된다. 또한, 선반과 작업대 사이에는 작업대에 안착된 잉곳 블럭(20)을 선반으로 들어 옮기는 운반장치 등이 구비된다.Square processing of the
그런데, 종래에는 잉곳 블럭(20)을 선반에 자동으로 옮겨 장착시키는데 있어서 잉곳 블럭(20)을 편심된 상태로 장착시키는 문제점이 있었다. 즉, 종래에는 잉곳 블럭(20)의 수직 단면에서의 중심점, 즉 센터(center)의 위치를 측정하지 않고 작업대에 안착된 상태 그대로 잉곳 블럭(20)을 선반 장치에 장착시켰다. 잉곳 블럭(20)은 부위에 따라 직경(Dx, Dy) 크기가 다르기 때문에 선반의 주축대와 심압대 사이에 형성되는 회전축에 잉곳 블럭(20)의 중심축이 일치되지 않았다. (여기서, 중심축은 잉곳 블럭(20)의 복수 부위에서의 중심점을 잇는 축을 의미한다.)However, in the related art, there is a problem in that the
따라서, 잉곳 블럭(20)이 선반 장치에 편심된 상태로 장착되고, 이후 스퀘어링 가동이 수행되면 잉곳 블럭(20)이 기형적으로 가공될 수 있었다. 즉, 잉곳 블럭(20)이 모따기 가공 및 연마 가공 등에 의해서 필요 이상으로 많은 부위가 제거되어 고가(高價)인 잉곳의 수율(yield)이 크게 저하되는 문제점이 있었다.Therefore, the
또한, 선반 장치에 불규칙한 하중을 가하게 되어 선반 장치의 고장 및 장애를 유발시키고, 이로 인한 관리 비용이 증가되는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that the irregular load is applied to the shelf device causes a failure and failure of the shelf device, thereby increasing the management cost.
또한, 잉곳 블럭(20)을 반제품(30)으로 가공하는 공정 시간이 증가되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, the process time for processing the
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 잉곳 블럭의 선반 장착시 잉곳 블럭이 편심되는 것을 방지하기 위해 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 각 이격거리를 자동으로 측정하는 잉곳 블럭의 센터 조정장치 및 이를 이용한 잉곳 블럭의 센터 조정방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an apparatus for adjusting the center of an ingot block for automatically measuring each separation distance at a plurality of portions of the ingot block to prevent the ingot block from being eccentric when the shelf is mounted on the ingot block; It provides a center adjustment method of the ingot block using the same.
또한, 측정된 복수의 이격거리를 이용하여 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 수직 단면의 각 중심점이 지면에 동일한 위치에 위치하도록 잉곳 블럭을 승강시키는 잉곳 블럭의 센터 조정장치 및 이를 이용한 잉곳 블럭의 센터 조정방법을 제공한다.In addition, the center adjusting device of the ingot block for raising and lowering the ingot block so that each center point of the vertical section in the plurality of parts of the ingot block is located at the same position on the ground by using the measured plurality of separation distances, and the center of the ingot block using the same Provide a method of adjustment.
본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정장치는 잉곳 블럭을 안착시키는 작업대와, 상기 잉곳 블럭의 연장되는 길이 방향을 따라 상기 잉곳 블럭의 복수의 부위에서 상측으로 이격되는 각 이격거리를 측정하는 거리측정부와, 상기 측정된 복수의 이격거리를 이용하여 상기 작업대의 상부면에 형성되는 기준선을 기준으로 상기 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 수직 단면의 각 중심점 위치에 의한 보정값을 산출하는 연산제어부 및 상기 산출된 보정값을 이용하여 상기 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 상기 복수의 중심점이 지면으로부터 동일한 위치에 위치하도록 상기 잉곳 블럭을 승하강시키는 센터조정부를 포함한다.An apparatus for adjusting the center of an ingot block according to an embodiment of the present invention measures a worktable for seating an ingot block and each separation distance spaced upward from a plurality of portions of the ingot block along a lengthwise direction of the ingot block. Computing a correction value by the position of the center point of the vertical cross-section at the plurality of portions of the ingot block on the basis of the reference line formed on the upper surface of the work table using the distance measuring unit and the measured plurality of separation distances And a center adjusting unit for raising and lowering the ingot block such that the plurality of center points in the plurality of portions of the ingot block are located at the same position from the ground using the calculation control unit and the calculated correction value.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정방법은 작업대에 안 착된 잉곳 블럭을 기준 위치에 설정하는 단계와, 상기 잉곳 블럭의 연장되는 길이 방향을 따라 상기 잉곳 블럭의 복수의 부위에서 상측으로 이격되는 각 이격거리를 측정하는 단계와, 상기 측정된 복수의 이격거리를 이용하여 상기 작업대의 상부면에 형성되는 기준선을 기준으로 상기 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 각 수직 단면의 중심점 위치에 의한 보정값을 산출하는 단계 및 상기 산출된 보정값을 이용하여 상기 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 상기 복수의 중심점이 지면으로부터 동일한 위치에 위치하도록 상기 잉곳 블럭을 승하강시키는 단계를 포함한다.In addition, the method for adjusting the center of the ingot block according to an embodiment of the present invention comprises the steps of setting the ingot block seated on the work table at a plurality of portions of the ingot block along the extending length direction of the ingot block Measuring each separation distance spaced upwardly, and using the measured plurality of separation distances, a center point position of each vertical section at a plurality of portions of the ingot block based on a reference line formed on an upper surface of the work table; Comprising a step of calculating the correction value by using the calculated value and the step of lifting up and down the ingot block so that the plurality of center points in the plurality of parts of the ingot block is located at the same position from the ground.
본 발명의 일실시예에 따르면 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 각 이격거리 측정으로 잉곳 블럭의 센터를 자동으로 조절할 수 있다. 즉, 부위에 따라 수직 단면의 직경 크기가 다르게 형성되는 잉곳 블럭을 스퀘어링 가공을 수행하는 선반에 편심되지 않은 상태로 용이하게 자동 장착시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the center of the ingot block may be automatically adjusted by measuring the separation distance at a plurality of portions of the ingot block. That is, the ingot block, which is formed with a different diameter size of the vertical cross section according to a part, can be easily and automatically mounted in an uneccentric state on a lathe that performs a squaring process.
또한, 잉곳 블럭의 길이 및 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 수직 단면의 반지름을 자동으로 획득할 수 있다.In addition, the length of the ingot block and the radius of the vertical cross section at a plurality of portions of the ingot block can be automatically obtained.
또한, 잉곳 블럭의 편심을 방지하여 스퀘어링 가공시 잉곳 블럭의 불필요한 부분만 제거가 가능하여 고가인 잉곳 블럭의 불량 발생률을 낮추고, 잉곳 블럭의 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, by preventing the eccentricity of the ingot block it is possible to remove only the unnecessary portion of the ingot block during the squaring process to reduce the failure rate of the expensive ingot block, it is possible to improve the yield of the ingot block.
또한, 선반 장치에 가해지는 불규칙한 응력을 감소시켜 선반의 사용 수명을 향상시킴과 동시에 장애의 발생을 방지하여 생산 비용을 절감할 수 있다.In addition, by reducing the irregular stress applied to the shelf device to improve the shelf life of the shelf and at the same time prevent the occurrence of failures can reduce the production cost.
또한, 잉곳 블럭을 반제품으로 최종 제품화하는 공정 시간을 단축시켜 생산 성을 향상시킬 수 있다.In addition, productivity can be improved by shortening the process time for finalizing the ingot block into a semi-finished product.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, provided that the embodiments of the present invention are complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for complete information. In the drawings like reference numerals refer to like elements.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정장치를 도시한 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정장치를 통해 잉곳 블럭의 길이 및 양단의 센터 위치를 측정하는 모습을 나타내는 도면이며, 도 5는 도 4에 도시된 잉곳 블럭을 안착 자세를 변경시키는 모습을 나타내는 도면이다.Figure 2 is a perspective view showing a center adjusting apparatus of the ingot block according to an embodiment of the present invention, Figures 3 and 4 are the center position of the length and both ends of the ingot block through the center adjusting apparatus of the ingot block according to the present invention. Figure 5 is a view showing a state of measuring, Figure 5 is a view showing a state of changing the seating posture of the ingot block shown in FIG.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정장치(100)는 잉곳 블럭(20; 도6 내지 도9 참조)을 안착시키는 작업대(200)와, 잉곳 블럭(20)의 연장되는 길이 방향(x방향)을 따라 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서 상측으로 이격되는 각(各) 이격거리(H1, H2; 도4 참조)를 측정하는 거리측정부(300)와, 측정된 복수의 이격거리(H1, H2)를 이용하여 작업대(200)의 상부면에 형성되는 기준선(Lb)을 기준으로 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서의 수직 단면의 각 중심점(C1, C2; 도4 참조) 위치에 의한 보정값(△H; 도4 참조)을 산출하는 연산제어 부(미도시) 및 산출된 보정값(△H)을 이용하여 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서의 복수의 중심점(C1, C2)이 지면으로부터 동일한 위치에 위치하도록 잉곳 블럭(20)을 승하강시키는 센터조정부(400)를 포함한다.2 to 5, the center adjusting apparatus 100 of the ingot block according to an embodiment of the present invention is a work table 200 for seating the ingot block 20 (see Figs. 6 to 9), and the ingot block Distance measurement for measuring the angular separation distance (H 1 , H 2 ; see FIG. 4) spaced upward from a plurality of portions of the
작업대(200)의 일측에는 원기둥 형상의 잉곳 블럭(20)을 스퀘어링(squaring) 가공하는 선반(50; 도2 참조)이 구비된다. 이러한 작업대(200)는 선반(50)으로 잉곳 블럭(20)을 공급 및 회수하기 위한 잉곳 블럭(20)의 대기 장소로 사용된다.One side of the
본 실시예에서 작업대(200)는 다수의 수직 프레임(212) 및 다수의 수평 프레임(214)의 결합으로 외부 골격을 형성하는 프레임부(210)와, 프레임부(210)의 상부면에서 일직선으로 정렬되어 잉곳 블럭(20)을 안착시켜 이송시키는 다수의 구동롤(222)을 구비하는 적어도 하나 이상의 잉곳 블럭 이송부(220)를 포함한다.In the present exemplary embodiment, the
여기서, 프레임부(210)는 지면에 평행한 외부 골격의 수평 단면이 사각 블럭(quadrangle block)을 형성하도록 4개의 모서리 부분에 수직 프레임(212)이 위치하고, 4개의 수직 프레임(212) 사이에 다수의 수평 프레임(214)이 복수의 상하 단(段)으로 결합되는 형태로 이루어진다.Here, the
한편, 다수의 수직 프레임(212)의 하부에는 다수의 수평 프레임(214)이 지면에 대하여 수평하게 유지되도록 높이조절판(216)이 구비된다. 높이조절판(216)은 다수의 수직 프레임(212)의 최상단에 결합되어 프레임부(210)의 상부면 모서리를 형성하는 4개의 수평 프레임(214)이 지면에 대하여 수평면을 유지하도록 한다. 이를 위해 본 실시예에서는 수직 프레임(212)의 하부면과 높이조절판(216)이 나사 결 합으로 이루어져, 높이조절판(216)의 회전량에 따라 수직 프레임(212)의 높이를 조절할 수 있다.Meanwhile, the
위와 같은 작업대(200)의 상부면에는 안착된 잉곳 블럭(20)을 일측 방향으로 이송시키는 잉곳 블럭 이송부(220)가 구비된다. 여기서, 잉곳 블럭 이송부(220)는 작업대(200)의 상부면에서 다수의 구동롤(222)을 지지하는 구동롤 지지대(224)와, 구동롤 지지대(224)의 내측에 구비되고 다수의 구동롤(222)을 연동시키는 동력전달수단(미도시)과, 구동롤 지지대(224)의 일측에 구비되고 동력전달수단에 구동력을 제공하는 동력공급수단(미도시) 및 구동롤 지지대(224)의 일단부에 결합되어 잉곳 블럭(20)의 이송을 정지시키는 스톱퍼(stopper; 226)를 포함한다.The upper surface of the work table 200 as described above is provided with an ingot
다수의 구동롤(222)은 원기둥 형상의 잉곳 블럭(20)을 용이하게 안착시키기 위해 양측 가장자리 부위에서 중앙 부위로 갈수록 하향 경사(A; 도4 참조)가 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 구동롤(222)의 경사진 상부면에 잉곳 블럭(20)이 안착되면 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서의 수직 단면의 중심점(C1, C2)을 잇는 중심축(Lc)은 다수의 구동롤(222)의 중앙 부위를 지나게 된다. (도 3에서는 잉곳 블럭의 복수의 부위가 잉곳 블럭의 양단 부위로 설정됨을 보이고 있다.)The plurality of
동력전달수단은 다수의 구동롤(222)이 일체로 구동 및 정지되도록 다수의 구동롤(222) 사이를 연결시키는 수단으로서, 본 실시예에서는 다수의 구동롤(222)의 양단으로 돌출되는 구동축 각각에 벨트(belt) 또는 기어(gear)를 부착시키고, 인접한 구동롤끼리 벨트가 감겨지거나 또는 기어가 맞물리도록 하였다. The power transmission means is a means for connecting the plurality of
거리측정부(300)는 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서의 각 이격거리(H1, H2)를 측정하는 수단으로서, 본 실시예에서는 잉곳 블럭(20)의 연장되는 길이 방향(x방향)을 따라 잉곳 블럭(20)의 일측 부위와 타측 부위에 제1센서(324)와 제2센서(334)를 각각 위치시켜 잉곳 블럭(20)으로부터 이격되는 복수의 이격거리(H1, H2)를 측정한다. 한편, 본 발명의 변형예로써 잉곳 블럭(20)의 연장되는 길이 방향을 따라 잉곳 블럭(20)의 상부에서 하나의 센서를 수평 구동시켜 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서의 각 이격거리(H1, H2)를 순차적으로 측정할 수 있다.The
즉, 거리측정부(300)는 본 실시예에서와 같이 복수개의 센서(324, 334)를 사용하여 잉곳 블럭(20)과의 복수의 이격거리(H1, H2)를 측정할 수 있으며, 변형예에서와 같이 하나의 센서를 수평 구동시키면서 잉곳 블럭(20)과의 복수의 이격거리(H1, H2)를 측정할 수도 있다.That is, the
본 실시예에 따른 거리측정부(300)는 프레임부(210)의 일측면에 결합되는 측정부 지지몸체(310)와, 측정부 지지몸체(310)의 상부면 일측에서 위치 고정되도록 결합되고, 스톱퍼(226)에 접촉되는 잉곳 블럭(20)의 일측 부위의 상측으로 이격되어 제1이격거리(H1; 도4 참조)를 측정하는 제1센서부(320)와, 측정부 지지몸체(310)의 상부면에서 잉곳 블럭(20)의 이송 방향(x방향)을 따라 수평 구동되도록 결합되고, 잉곳 블럭(20)의 타단면 위치와 잉곳 블럭(20)의 타측 부위의 상측으로 이격되어 제2이격거리(H2; 도4 참조)를 측정하는 제2센서부(330)를 포함한다.The
제1센서부(320)는 측정부 지지몸체(310)에서 수직으로 세워지는 수직지지대(321)와, 수직지지대(321)의 상부에서 잉곳 블럭(20)의 이송 방향(x방향)과 교차하는 방향(y방향)으로 연결되는 수평지지대(322)를 포함하며, 수평지지대(322)의 하부면에는 잉곳 블럭(20)에 광을 조사하여 이격거리(H1)를 측정하는 제1센서(324)가 결합된다.The
이와 마찬가지로, 제2센서부(330)의 경우에도 측정부 지지몸체(310)에서 수직으로 세워지는 수직지지대(331)와, 수직지지대(331)의 상부에서 교차 연결되는 수평지지대(332)를 포함하며, 수평지지대(332)의 하부면에 잉곳 블럭(20)에 광을 조사하여 이격거리(H2)를 측정하는 제2센서(334)가 결합된다. 다만, 제1센서부(320)의 경우에는 측정부 지지몸체(310)에 수직지지대(321)가 위치 고정되도록 결합되는 반면 제2센서부(320)의 수직지지대(331)는 잉곳 블럭(20)의 이송 방향(x방향)과 평행한 방향으로 수평 구동(S1)할 수 있도록 측정부 지지몸체(310)의 상부면과 수직지지대(331)의 하부면 사이에 센서부 구동대차(350)가 구비된다. 또한, 측정부 지지몸체(310)의 상부면, 즉 제1센서부(320)의 수직지지대(321)와 제2센서부(330)의 수직지지대(331) 사이의 공간에는 센서부 구동대차(350)의 경로를 안내하기 위한 가이드홈(352)이 형성된다.Similarly, the
잉곳 블럭(20)의 상측, 더욱 구체적으로는 다수의 구동롤(222)의 중앙 부위의 상측에 이격된 상태(도3 참조)에서 제1센서(324) 및 제2센서(334)는 비접촉식 방식으로 잉곳 블럭(20)과의 이격된 거리, 즉 이격거리(H1, H2)를 측정한다. 본 실 시예에서는 제1센서(324) 및 제2센서(334)로서 레이저 센서(laser sensor)를 사용하였다.The
작업대(200)의 상부면에 형성된 잉곳 블럭 이송부(220)에 잉곳 블럭(20)이 인입되어 이송되고, 잉곳 블럭 이송부(220)의 일단에 결합된 스톱퍼(226)에 잉곳 블럭(20)의 일단면이 접촉하게 되면 잉곳 블럭 이송부(220)의 다수의 구동롤(222)의 회전을 정지하게 되어 잉곳 블럭(20)이 더 이상 이송되지 않는다.The
위와 같이, 잉곳 블럭(20)의 일단면이 스톱퍼(226)에 접촉하게 되어 정지되면, 잉곳 블럭(20)의 이격된 상측에서 잉곳 블럭(20)의 연장되는 길이 방향(x방향)을 따라 수평 구동(S1)되는 제2센서부(330)가 잉곳 블럭(20)이 스톱퍼(226)로 이송된 반대 방향으로 수평 구동하여 잉곳 블럭(20)의 타단면의 위치를 감지한다.As described above, when one end surface of the
스톱퍼(226)와 접촉된 잉곳 블럭(20) 일단의 상측에는 제1센서(324)가 위치되어 있기 때문에 제1센서(324)와 제2센서(334)의 거리 차이를 통해 잉곳 블럭(20)의 길이(L1)를 측정한다(도3 참조).Since the
위와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정장치(100)는 잉곳 블럭(20)의 길이(L1)를 측정할 수 있다. 이를 통해, 잉곳(10; 도1 참조)으로부터 잉곳 블럭(20)이 일정한 길이로 절단되었는지 확인할 수 있으며, 더 나아가 선반(50)에 잉곳 블럭(20)을 자동으로 장착하는 과정에서 선반(50)의 주축대와 심압대 사이의 간격을 미리 조절할 수 있다.As described above, the center adjusting apparatus 100 of the ingot block according to the exemplary embodiment of the present invention may measure the length L 1 of the
한편, 작업대(200)의 상부면에 잉곳 블럭 이송부(220)가 적어도 한 개 이상 구비될 수 있으며, 본 실시예에서는 2개의 잉곳 블럭 이송부(220)가 작업대(200)의 상부면에 구비되었다.Meanwhile, at least one ingot
잉곳 블럭 이송부(220)가 작업대(200)의 상부면에서 잉곳 블럭(20)의 연장되는 길이 방향(x방향)과 교차하는 방향(y방향)으로 복수개 정렬되는 경우에는 한 개의 잉곳 블럭 이송부마다 한 개의 잉곳 블럭(20)이 안착 및 이송되는데 복수의 잉곳 블럭 이송부에서 잉곳 블럭(20)의 길이 및 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서의 각 이격거리(H1, H2)를 측정할 수 있도록 제1센서(324) 및 제2센서(334)는 수평지지대(322, 332)에서 잉곳 블럭(20)의 이송 방향과 교차하는 방향(y방향), 즉 정렬 방향으로 각각 수평 구동(S2)된다.When the ingot
위와 같은 방법으로 잉곳 블럭(20)의 길이(L1) 측정이 완료되면, 잉곳 블럭(20)의 일측 부위의 상측에 위치하는 제1센서부(320)와 잉곳 블럭(20)의 타측 부위의 상측으로 이동하는 제2센서부(330)를 통해 잉곳 블럭(20)과 이격된 거리, 즉 제1이격거리(H1)와 제2이격거리(H2)가 측정된다.When the length (L 1 ) measurement of the
작업대(200)의 상부면이 형성하는 수평선(Lh)에 안착된 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서의 복수의 이격거리(H1, H2)가 측정되면, 작업대(200)의 상부면에 형성되는 기준선(Lb)으로부터 제1센서(324)까지의 최단거리(H3)와, 기준선(Lb)으로부터 제2센서(334)까지의 최단거리(H4)를 알고 있기 때문에 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서의 수직 단면의 중심점(C1, C2) 위치에 의한 보정값(△H)을 아래의 [수학식 1]과 같이 산출할 수 있다.When a plurality of separation distances H 1 , H 2 at a plurality of portions of the
[수학식 1][Equation 1]
여기서, H3과 H4는 기준선(Lb)으로부터 제1센서(324)와 제2센서(334)까지의 각 최단거리이고, H1과 H2는 제1센서(324)와 제2센서(334)에서 각각 측정된 복수의 이격거리(제1이격거리와 제2이격거리)이다.Here, H 3 and H 4 are the shortest distances from the reference line L b to the
또한, 제1센서(324)와 제2센서(334)가 기준선(Lb)으로부터 동일한 위치에 위치하는 경우(즉, H3=H4 인 경우)에는 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서의 수직 단면의 중심점(C1, C2) 위치에 의한 보정값(△H)은 아래의 [수학식 2]와 같이 산출할 수 있다.Also, when the
[수학식 2][Equation 2]
여기서, H1과 H2는 제1센서(324)와 제2센서(334)에서 각각 측정된 복수의 이격거리이다.Here, H 1 and H 2 are a plurality of separation distances respectively measured by the
이상과 같이 본 실시예에 따르면, 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서의 각 이 격거리(H1, H2)의 측정만으로도 보정값(△H)을 바로 산출할 수 있음을 알 수 있다.As described above, according to the present embodiment, it can be seen that the correction value ΔH can be immediately calculated only by measuring the separation distances H 1 and H 2 at the plurality of portions of the
위와 같이 산출된 보정값(△H)은 후술되는 센터조정부(400)에서 잉곳 블럭(20)을 승강시켜 잉곳 블럭(20)의 중심축(Lc)이 지면에 대하여 수평을 이루도록 센터링 조정하는데 사용된다.The correction value ΔH calculated as described above is used to adjust the centering so that the center axis L c of the
한편, 잉곳 블럭(20)의 복수의 부위에서의 수직 단면의 반지름(d1, d2)도 복수의 이격거리(H1, H2) 측정을 통해 아래의 [수학식 3]과 같이 산출할 수 있다.On the other hand, the radius (d 1 , d 2 ) of the vertical cross-section at a plurality of portions of the
[수학식 3]&Quot; (3) "
, ...[수학식 3] , ... [Equation 3]
여기서, H3은 기준선(Lb)과 제1센서(324) 사이의 최단거리이고, H4는 기준선(Lb)과 제2센서(334) 사이의 최단거리이고, H1은 제1센서(324)에서 측정된 제1이격거리이며, H2는 제2센서(334)에서 측정된 제2이격거리이다.Here, H 3 is the shortest distance between the reference line L b and the
센터조정부(400)는 프레임부(210)의 내부 일측에 구비되어 프레임부(210)의 상부면 일측에서 돌출되도록 다수의 구동롤(222) 사이의 이격 공간(P1)에서 상하 구동(S3)되어 잉곳 블럭(20)의 하부면 일측을 승강시키는 제1승강수단(410)와, 잉곳 블럭(20)의 이송 방향(x방향)을 따라 제1승강수단(410)와 마주하도록 프레임부(210)의 내부 타측에 구비되고, 프레임부(210)의 상부면 타측에서 돌출되도록 다 수의 구동롤(222) 사이의 이격 공간(P1)에서 상하 구동되어 잉곳 블럭(20)의 하부면 타측을 승강(S4)시키는 제2승강수단(420)를 포함한다. 제1승강수단(410)의 상하 구동거리(H5)과 제2승강수단(430)의 상하 구동거리(H6)의 차이는 상기 보정값(△H)과 동일한 크기를 갖는다(도5 참조).Center adjustment unit 400 is provided on one side of the inside of the
제1승강수단(410)와 제2승강수단(420)의 상단에는 잉곳 블럭(20)의 하부면을 지지하고, 승강 구동(S3, S4)시 잉곳 블럭(20)을 프레임부(210)의 상측으로 이격되도록 들어올리는 V자 형상의 지지암(412, 422)이 각각 구비된다.Supporting the lower surface of the
또한, 지지암(412, 422)의 하부에는 지지암(412, 422)을 상하 왕복시키는 지지암 구동수단(414, 424)이 각각 구비되며, 지지암 구동수단(414, 424)은 유압 실린더 방식, 공압 실린더 방식 또는 전기모터 구동 방식 등 다양한 방식으로 지지암(412, 414)을 구동시킬 수 있다.In addition, support arm driving means 414 and 424 for vertically reciprocating the
위와 같은 센터조정부(400)를 통해 잉곳 블럭(20)의 복수 부위의 수직 단면에 형성되는 중심점, 즉 센터(C1, C2)가 지면에 대하여 동일한 높이에 위치하도록 잉곳 블럭(20)을 승강시켜 자세를 변경시킬 수 있다. 즉, 제1승강수단(410)의 지지암(412)과 제2승강수단(420)의 지지암(422)의 승강 구동(S3, S4)시 앞서 산출된 보정값(△H) 차이만큼 잉곳 블럭(20)의 양단을 다른 구동거리(H5, H6)로 승강 구동(S3, S4)시켜 잉곳 블럭(20)의 중심축(Lc)이 지면에 평행하도록 잉곳 블럭(20)의 센터(C1, C2) 위치를 조정할 수 있다.Lifting the
이하, 전술된 잉곳 블럭의 센터 조정장치를 이용하여 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정방법을 도 6 내지 도 10을 참조하여 살펴보면 다음과 같다. (여기서, 도 6 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정장치의 동작 상태도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정방법을 나타낸 순서도이다.)Hereinafter, a center adjusting method of an ingot block according to an embodiment of the present invention using the above-described center adjusting apparatus of an ingot block will be described with reference to FIGS. 6 to 10. 6 to 9 are operational state diagrams of an apparatus for adjusting the center of an ingot block according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a flowchart illustrating a method for adjusting the center of an ingot block according to an embodiment of the present invention. )
도 6 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 센터 조정방법은 작업대에 안착된 잉곳 블럭을 기준 위치에 설정하는 단계(S110, 도6)와, 잉곳 블럭의 연장되는 길이 방향을 따라 잉곳 블럭의 복수의 부위에서 상측으로 이격되는 각 이격거리를 측정하는 단계(S120, 도7)와, 측정된 복수의 이격거리를 이용하여 작업대의 상부면에 형성되는 기준선을 기준으로 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 각 수직 단면의 중심점 위치에 의한 보정값을 산출하는 단계(S130) 및 산출된 보정값을 이용하여 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 복수의 중심점이 지면으로부터 동일한 위치에 위치하도록 잉곳 블럭을 승하강시키는 단계(S140, 도8 및 도9)를 포함한다.6 to 10, the center adjustment method according to an embodiment of the present invention is to set the ingot block seated on the work table at the reference position (S110, Figure 6), and the longitudinal direction of the ingot block extending According to the step (S120, Figure 7) measuring the separation distance from the plurality of parts of the ingot block to the upper side, and using the measured plurality of separation distance based on the reference line formed on the upper surface of the work table of the ingot block A step of calculating a correction value according to the position of the center point of each vertical section in the plurality of sites (S130) and using the calculated correction value, the ingot such that the plurality of center points in the plurality of sites of the ingot block are located at the same position from the ground. Step of lifting and lowering the block (S140, Figs. 8 and 9).
잉곳 블럭의 기준 위치의 설정은 작업대의 상부면에 안착된 잉곳 블럭이 일측 방향으로 이송되고, 잉곳 블럭의 일단면이 스톱퍼에 접촉하여 잉곳 블럭이 정지함으로써 정해진다(S110). 즉, 스톱퍼에 접촉한 상태의 잉곳 블럭의 위치가 잉곳 블럭의 기준 위치이다.The setting of the reference position of the ingot block is determined by the ingot block seated on the upper surface of the work table being transferred in one direction, and the ingot block stops when one end surface of the ingot block contacts the stopper (S110). That is, the position of the ingot block in contact with the stopper is the reference position of the ingot block.
위와 같이 잉곳 블럭의 기준 위치가 설정된 이후에는 복수의 이격거리를 측정하는 단계 이전 또는 이후에 잉곳 블럭의 길이가 측정될 수 있다.After the reference position of the ingot block is set as described above, the length of the ingot block may be measured before or after the step of measuring the plurality of separation distances.
잉곳 블럭의 길이를 측정하는 단계에서는 제1센서를 잉곳 블럭의 일단면 상부에 위치시키고, 제2센서를 잉곳 블럭의 연장되는 길이 방향에 따른 수평 구동을 통해 잉곳 블럭의 타단면 상부에 위치시켜 잉곳 블럭의 양단면 사이의 거리를 잉곳 블럭의 길이로 측정한다. 즉, 잉곳 블럭의 일단면이 스톱퍼에 접촉된 상태에서 잉곳 블럭의 일단면에 위치 고정된 제1센서와, 잉곳 블럭의 이격된 상측을 가로질러 수평 구동되는 제2센서에 의해 잉곳 블럭의 타단면의 위치가 측정되고 제1센서와 제2센서 사이의 거리를 잉곳 블럭의 길이로 측정한다.In the step of measuring the length of the ingot block, the first sensor is positioned above the one end surface of the ingot block, and the second sensor is positioned above the other end surface of the ingot block through horizontal driving along the extending length direction of the ingot block. The distance between the two end faces of the block is measured by the length of the ingot block. That is, the other end surface of the ingot block by the first sensor is fixed to the one end surface of the ingot block in the state in which one end surface of the ingot block is in contact with the stopper, and the second sensor horizontally driven across the spaced upper side of the ingot block. The position of is measured and the distance between the first sensor and the second sensor is measured by the length of the ingot block.
복수의 이격거리를 측정하는 단계에서는 잉곳 블럭의 연장되는 길이 방향을 따라 잉곳 블럭의 일측 부위와 타측 부위에 제1센서와 제2센서를 각각 위치시키고, 제1센서와 상기 제2센서로부터 잉곳 블럭까지 이격되는 각 이격거리를 측정한다(S120). 또한, 복수의 이격거리를 측정하기 위해 2개의 센서(제1센서 및 제2센서)를 이용하지 않고 잉곳 블럭의 연장되는 길이 방향을 따라 잉곳 블럭의 상부에서 하나의 센서를 수평 구동시켜 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 복수의 이격거리를 순차적으로 측정할 수도 있다.In the measuring of the plurality of separation distances, the first sensor and the second sensor are positioned at one side and the other side of the ingot block along the extending length direction of the ingot block, respectively, and the ingot block from the first sensor and the second sensor. Measure each separation distance that is spaced up to (S120). Also, one sensor is horizontally driven at the top of the ingot block along the extending length direction of the ingot block without using two sensors (a first sensor and a second sensor) to measure a plurality of separation distances. It is also possible to sequentially measure a plurality of separation distances at a plurality of sites.
이후, 복수의 이격거리가 측정되면, 이를 이용하여 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 각 수직 단면의 중심점 위치에 의한 보정값(△H)이 산출된다(S130).Subsequently, when a plurality of separation distances are measured, a correction value ΔH is calculated based on the position of the center point of each vertical section in the plurality of portions of the ingot block using the plurality of separation distances (S130).
보정값(△H)은 아래의 [수학식 4]와 같이 산출된다.The correction value ΔH is calculated as shown in Equation 4 below.
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기서, H3은 기준선과 제1센서 사이의 최단거리이고, H4는 기준선과 제2센서 사이의 최단거리이고, H1은 제1센서에서 측정된 제1이격거리이며, H2는 제2센서에서 측정된 제2이격거리이다.Here, H 3 is the shortest distance between the reference line and the first sensor, H 4 is the shortest distance between the reference line and the second sensor, H 1 is the first separation distance measured by the first sensor, H 2 is the second The second separation distance measured by the sensor.
특히, 제1센서와 제2센서가 작업대의 상부면에 형성되는 기준선으로부터 동일한 위치에 위치한 경우에는 보정값(△H)은 아래의 [수학식 5]와 같이 산출된다.In particular, when the first sensor and the second sensor is located at the same position from the reference line formed on the upper surface of the work table, the correction value ΔH is calculated as shown in Equation 5 below.
[수학식 5][Equation 5]
여기서, H1은 제1센서에서 측정된 제1이격거리이고, H2는 제2센서에서 측정된 제2이격거리이다.Here, H 1 is the first separation distance measured by the first sensor, H 2 is the second separation distance measured by the second sensor.
한편, 복수의 이격거리를 측정하는 단계 이후에 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 각 수직 단면의 반지름을 산출하는 단계를 포함한다.Meanwhile, after the measuring of the plurality of separation distances, calculating a radius of each vertical section at a plurality of portions of the ingot block.
잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 각 수직 단면의 반지름(d1, d2)은 아래의 [수학식 6]과 같이 산출할 수 있다.The radii d 1 and d 2 of the vertical sections at the plurality of portions of the ingot block can be calculated as shown in
[수학식 6]&Quot; (6) "
, ,
여기서, H3은 기준선과 제1센서 사이의 최단거리이고, H4는 기준선과 제2센서 사이의 최단거리이고, H1 및 H2는 제1센서와 제2센서에서 각각 측정된 잉곳 블럭과의 이격거리이다.Here, H 3 is the shortest distance between the reference line and the first sensor, H 4 is the shortest distance between the reference line and the second sensor, and H 1 and H 2 are the ingot blocks measured at the first sensor and the second sensor, respectively. Is the separation distance.
위와 같이 잉곳 블럭의 보정값이 산출되면, 산출된 보정값을 이용하여 잉곳 블럭의 안착 자세가 변경된다(S140). 잉곳 블럭의 안착 자세의 변경은 작업대의 상부면에서 돌출되도록 상하 구동되는 제1승강수단과 제2승강수단을 구비한 센터조정부에 의해 이루어진다.When the correction value of the ingot block is calculated as described above, the seating attitude of the ingot block is changed using the calculated correction value (S140). The seating posture of the ingot block is changed by a center adjusting unit having first lifting means and second lifting means driven up and down to protrude from the upper surface of the work table.
즉, 제1승강수단의 상하 구동거리와 제2승강수단의 상하 구동거리의 차이가 보정값 크기와 동일한 크기로 설정되어 잉곳 블럭의 연장되는 길이 방향으로 복수의 부위, 즉 복수의 이격거리가 측정된 부위가 다른 높이로 승강된다.That is, the difference between the up and down driving distance of the first lifting means and the up and down driving distance of the second lifting means is set to the same size as the correction value, so that a plurality of portions, that is, a plurality of separation distances, are measured in the extending length direction of the ingot block. The raised part is elevated to a different height.
따라서, 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 수직 단면의 중심점, 즉 센터가 지면에 대하여 동일한 위치에 위치되어 복수의 중심점을 잇는 중심축이 지면과 평행하게 된다(센터링 조정).Therefore, the center point of the vertical section in the plurality of portions of the ingot block, that is, the center is located at the same position with respect to the ground, and the center axis connecting the plurality of center points is parallel to the ground (centering adjustment).
전술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정장치 및 이를 이용한 잉곳 블럭의 센터 조정방법은 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 각 이격거리 측정으로 잉곳 블럭의 센터를 자동으로 조절할 수 있다. 즉, 부위에 따라 수직 단면의 직경 크기가 다르게 형성되는 잉곳 블럭을 스퀘어링 가공을 수행하는 선 반에 편심되지 않은 상태로 용이하게 자동 장착시킬 수 있다.As described above, the apparatus for adjusting the center of the ingot block and the method for adjusting the center of the ingot block using the same according to an embodiment of the present invention can automatically adjust the center of the ingot block by measuring the separation distance at a plurality of portions of the ingot block. have. In other words, the ingot block, which is formed in a different diameter size of the vertical cross section according to a part, can be easily and automatically mounted in an uneccentric state on a shelf for performing a squaring process.
또한, 잉곳 블럭의 길이 및 잉곳 블럭의 복수의 부위에서의 수직 단면의 반지름을 자동으로 획득할 수 있다.In addition, the length of the ingot block and the radius of the vertical cross section at a plurality of portions of the ingot block can be automatically obtained.
또한, 잉곳 블럭의 편심을 방지하여 스퀘어링 가공시 잉곳 블럭의 불필요한 부분만 제거가 가능하여 고가인 잉곳 블럭의 불량 발생률을 낮추고, 잉곳 블럭의 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, by preventing the eccentricity of the ingot block it is possible to remove only the unnecessary portion of the ingot block during the squaring process to reduce the failure rate of the expensive ingot block, it is possible to improve the yield of the ingot block.
또한, 선반 장치에 가해지는 불규칙한 응력을 감소시켜 선반의 사용 수명을 향상시킴과 동시에 장애의 발생을 방지하여 생산 비용을 절감할 수 있다.In addition, by reducing the irregular stress applied to the shelf device to improve the shelf life of the shelf and at the same time prevent the occurrence of failures can reduce the production cost.
또한, 잉곳 블럭을 반제품으로 최종 제품화하는 공정 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, productivity can be improved by shortening the process time for finalizing the ingot block into a semi-finished product.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned Example and an accompanying drawing, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the technical spirit of the following claims.
도 1은 단결정 성장장치에서 성장된 잉곳이 반제품으로 변모되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing a process of transforming an ingot grown in a single crystal growth apparatus into a semi-finished product.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정장치를 도시한 사시도.Figure 2 is a perspective view showing a center adjustment apparatus of the ingot block according to an embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정장치를 통해 잉곳 블럭의 길이 및 양단의 센터 위치를 측정하는 모습을 나타내는 도면.3 and 4 is a view showing a state of measuring the length and the center position of both ends of the ingot block through the center adjustment apparatus of the ingot block according to the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 잉곳 블럭을 안착 자세를 변경시키는 모습을 나타내는 도면.FIG. 5 is a view illustrating a state in which a seating posture of the ingot block illustrated in FIG. 4 is changed.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정장치의 동작 상태도.6 to 9 is an operational state diagram of the center adjusting apparatus of the ingot block according to the present invention.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 블럭의 센터 조정방법을 나타낸 순서도.10 is a flowchart illustrating a center adjusting method of an ingot block according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]
100 : 잉곳 블럭의 센터 조정장치 200 : 작업대100: center adjusting device of the ingot block 200: work table
210 : 프레임부 220 : 잉곳 블럭 이송부210: frame portion 220: ingot block transfer portion
222 : 구동롤 226 : 스톱퍼222: driving roll 226: stopper
300 : 거리측정부 320 : 제1센서부300: distance measuring unit 320: first sensor unit
330 : 제2센서부 400 : 센터조정부330: second sensor unit 400: center adjustment unit
410 : 제1승강수단 420 : 제2승강수단410: first lifting means 420: second lifting means
Claims (20)
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KR1020090095456A KR101152764B1 (en) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | Apparatus for adjusting a center of an ingot block and method for adjusting a center of an ingot block using it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020090095456A KR101152764B1 (en) | 2009-10-08 | 2009-10-08 | Apparatus for adjusting a center of an ingot block and method for adjusting a center of an ingot block using it |
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- 2009-10-08 KR KR1020090095456A patent/KR101152764B1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
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