KR20160072414A - 화학물질 자동 충전 장치 및 이를 이용한 화학물질 자동 충전 방법 - Google Patents

Abstract

화학물질 자동 충전 장치는 화학물질 저장용기에 저장된 화학물질을 화학물질 중앙 공급 시스템의 화학물질 공급탱크에 충전하기 위한 작업 공간을 제공하고 일측면에는 내부로 화학물질 저장용기를 반입하기 위한 도어가 구비된 챔버, 챔버 하부에 설치되며 화학물질 저장용기를 지지하는 지지대, 챔버의 상부에 설치되며 상부벽을 관통해 설치된 흡입배관 및 흡입배관과 화학물질 저장용기의 배출구를 연결시키기 위한 커플러 및 커플러를 배출구로 이동시키기 위한 제1 암을 구비하는 연결부, 및 흡입배관을 통해 화학물질 저장용기로부터 화학물질을 흡입하여 화학물질 공급탱크를 충전하기 위한 펌프를 포함한다.

Description

화학물질 자동 충전 장치 및 이를 이용한 화학물질 자동 충전 방법{APPARATUS AND METHOD FOR AUTOMATIC CHARGING CHEMICAL}

본 발명은 화학물질 자동 충전 장치 및 이를 이용한 화학물질 자동 충전 방법에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 화학물질 중앙 공급 시스템에 화학물질을 자동으로 충전하는 장치 및 이를 이용한 화학물질 자동 충전 방법에 관한 것이다.

반도체나 디스플레이 장치를 생산하는 과정에서는 다양한 종류의 화학물질들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 절연층으로 사용되는 산화규소()는 불산()을 사용하여 식각할 수 있다. 이 때, 화학물질들은 탱크로리나 드럼 등의 용기에 저장되어 운반되고, 화학물질 중앙 공급 시스템(Chemical Central Supply System, CCSS)에 의해 필요한 생산라인으로 공급될 수 있다.

한편, 화학물질 중앙 공급 시스템에서 화학물질을 취급하는 과정들은 사람에 의해 수작업으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 안전보호구를 착용한 작업자가 화학물질이 저장된 용기 상단에 부착된 캡을 제거하고 커플러를 결합함으로써 용기 내부에 저장된 화학물질이 공급탱크를 거쳐 생산라인으로 공급될 수 있다. 이 과정에서, 안전보호구가 화학물질에 오염될 수 있으며, 별도의 클리닝 과정을 거치지 않으면 작업자가 화학물질에 노출될 수 있다. 또한, 안전보호구를 착용하면 외부로 땀 배출이 되지 않으므로 장시간 작업 시 피부병 등에 걸릴 위험이 있다.

본 발명의 일 과제는 화학물질 중앙 공급 시스템에 화학물질을 자동으로 충전하는 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 과제는 상기 화학물질 자동 충전 장치를 이용하여 화학물질 중앙 공급 시스템에 화학물질을 자동으로 충전하는 방법을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 화학물질 자동 충전 장치는, 화학물질 저장용기에 저장된 화학물질을 화학물질 중앙 공급 시스템의 화학물질 공급탱크에 충전하기 위한 작업 공간을 제공하고 일측면에는 내부로 상기 화학물질 저장용기를 반입하기 위한 도어가 구비된 챔버, 상기 챔버 하부에 설치되며 상기 화학물질 저장용기를 지지하는 지지대, 상기 챔버의 상부에 설치되며 상부벽을 관통해 설치된 흡입배관 및 상기 흡입배관과 상기 화학물질 저장용기의 배출구를 연결시키기 위한 커플러 및 상기 커플러를 상기 배출구로 이동시키기 위한 제1 암을 구비하는 연결부, 및 상기 흡입배관을 통해 상기 화학물질 저장용기로부터 화학물질을 흡입하여 상기 화학물질 공급탱크를 충전하기 위한 펌프를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연결부는 상기 챔버 상부에 설치되며 상기 화학물질 저장용기의 상기 배출구에 체결된 캡을 제거하거나 또는 상기 배출구에 상기 캡을 체결하기 위한 제2 암을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 화학물질 자동 충전 장치는 상기 챔버의 내측 상부에 설치되며 상기 화학물질 저장용기의 정렬 상태를 확인하기 위한 비전 검사부 및 상기 화학물질 저장용기를 상기 연결부와 정렬시키기 위한 정렬부를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 정렬부는 상기 지지대 상에 설치되며 상기 화학물질 저장용기를 상기 지지대 중앙으로 이동시키기 위한 하부 레일, 상기 하부 레일 상에 설치되며 상기 배출구가 상기 연결부 하단에 위치하도록 상기 화학물질 저장용기를 회전시키는 회전 판넬, 및 상기 챔버의 상부에 설치되며 상기 커플러 및 상기 제2 암을 상기 배출구 상단으로 이동시키기 위한 상부 레일을 포함한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 화학물질 자동 충전 장치는 상기 하부 레일 및 상기 회전 판넬 사이에 설치되며 상기 화학물질 저장용기를 상기 회전 판넬 상에 회전 가능하도록 고정시키기 위한 적어도 하나의 롤러가 구비된 고정부를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 화학물질 저장용기는 드럼 및 토트를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 과제를 달성하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 화학물질 자동 충전 방법은, 화학물질 저장용기로부터 화학물질을 흡입하여 상기 공급탱크로 공급하기 위한 펌프, 상기 펌프로부터 연장하는 흡입배관, 상기 흡입배관과 상기 화학물질 저장용기의 배출구를 연결시키기 위한 커플러, 상기 커플러를 상기 배출구로 이동시키기 위한 제1 암, 및 상기 배출구로부터 캡을 제거하기 위한 제1 암이 구비된 화학물질 자동 충전 장치 및 화학물질 저장용기를 제공한다. 상기 화학물질 저장용기를 상기 화학물질 자동 충전 장치 내부로 반입한다. 상기 화학물질 저장용기 상단의 상기 캡의 위치를 확인한다. 상기 캡과 상기 제2 암을 정렬한다. 상기 화학물질 저장용기로부터 상기 캡을 제거한다. 상기 배출구와 상기 커플러를 정렬한다. 상기 배출구에 상기 커플러를 연결한다. 그리고, 상기 화학물질 저장용기로부터 화학물질을 흡입하여 상기 공급탱크를 충전시킨다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 화학물질 저장용기를 상기 화학물질 자동 충전 장치 내부로 반입하는 것은 물류 자동화 장치 또는 전동 카트에 의해 수행될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 배출구와 상기 커플러를 정렬하는 것은 상기 배출구의 키코드 위치를 확인하고, 그리고 상기 커플러의 키코드 위치가 상기 배출구의 키코드 위치와 대응하도록 상기 커플러를 회전시키는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 화학물질 자동 충전 방법은 상기 배출구로부터 상기 커플러를 분리하고, 상기 배출구에 상기 캡을 체결하고, 그리고, 상기 화학물질 용기를 상기 화학물질 자동 충전 장치 외부로 반출하는 것을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따른 화학물질 자동 충전 장치 및 이를 이용한 화학물질 자동 충전 방법은 화학물질이 저장된 용기의 캡을 자동으로 제거하거나 체결할 수 있다. 또한, 캡이 개방된 화학물질 저장용기를 커플러와 자동으로 연결하여 화학물질 중앙 공급 시스템에 화학물질을 충전할 수 있다. 따라서, 화학물질 충전 작업에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 작업자가 화학물질에 노출되는 위험을 방지할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 화학물질 중앙 공급 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 화학물질 자동 충전 장치를 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 화학물질 자동 충전 장치를 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 예시적인 실시예들에 따른 화학물질 자동 충전 방법을 나타내는 순서도들이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 화학물질 중앙 공급 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 화학물질 자동 충전 장치를 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1의 화학물질 자동 충전 장치를 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 예시적인 실시예들에 있어서, 화학물질 중앙 공급 시스템(CCSS, 10)은 생산라인들(30)로 공급하기 위한 화학물질들을 저장하는 화학물질 공급탱크(30), 화학물질 공급탱크(30)에 화학물질들을 충전하기 위한 화학물질 자동 충전 장치(100), 및 화학물질 자동 충전 장치(100) 내부로 화학물질 저장용기(20)를 반입하기 위한 이송장치(300)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 화학물질 저장용기(20)는 화학물질을 저장하기 위한 공간을 제공하는 저장부(22), 저장부(22) 상단에 구비되어 화학물질을 외부로 배출하기 위한 통로가 되는 배출구(24), 배출구(24)를 밀봉하여 화학물질이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 캡(26)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 화학물질 저장용기는 화학물질이 저장된 드럼, 탱크로리, 토트 등일 수 있다.

또한, 도시되지는 않았지만, 배출구(24) 내부에는 후술하는 커플러(136)와의 정렬을 위한 키코드(key-code)가 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 키코드는 상기 배출구와 상기 커플러 간의 완전한 체결을 담보하기 위한 암수 형태의 체결부재일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 이송장치(300)는 화학물질 중앙 공급 시스템(10) 외부의 화학물질 저장용기(20)를 화학물질 자동 충전 장치(100)까지 이송하고, 화학물질 자동 충전 장치(100) 내부로 화학물질 저장용기(20)를 반입할 수 있다. 예를 들면, 상기 이송장치는 물류 자동화 장치 또는 전동 카트일 수 있다. 상기 물류 자동화 장치는 컨베이어 등을 이용하여 화학물질 저장용기(20)를 자동으로 운송할 수 있고, 상기 전동 카트는 작업자의 조작에 의해 화학물질 저장용기(20)를 운송할 수 있다.

이송장치(300)는 하나의 화학물질 저장용기(20)만을 이송할 수도 있고, 이와는 다르게, 다수개의 화학물질 저장용기들(20)을 이송할 수도 있다. 예를 들면, 상기 이송장치는 다수개의 화학물질 저장용기들(20)이 구비된 화학물질 저장 팔레트(도시되지 않음)를 이송하고, 상기 화학물질 자동 충전 장치 내부로 반입할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 화학물질 공급탱크(200)는 화학물질의 종류에 따라서 화학물질 중앙 공급 시스템(10) 내부에 다수개가 구비될 수 있다. 예를 들면, 생산라인(30)에서 필요한 화학물질의 종류에 따라 서로 다른 상기 화학물질 공급탱크가 설치될 수 있다.

화학물질 공급탱크(200)는 충전배관(210)을 통해 화학물질 자동 충전 장치(100)와 연결될 수 있다. 화학물질 저장용기(20) 내부의 화학물질들은 화학물질 자동 충전 장치(100)에서 충전배관(210)을 통해 화학물질 공급탱크(200)로 공급될 수 있다. 화학물질 공급탱크(200)에 저장된 화학물질은 필요에 따라 다양한 생산라인들(30)로 공급될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따른 화학물질 자동 충전 장치(100)는, 화학물질 저장용기(20)에 저장된 화학물질을 화학물질 중앙 공급 시스템(10)의 화학물질 공급탱크(200)에 충전하기 위한 작업 공간을 제공하는 챔버(110), 챔버(110) 내부에서 화학물질 저장용기(20)를 지지하는 지지대(120), 화학물질 저장용기(20)를 충전배관(210)과 연결시키기 위한 연결부(130), 화학물질 저장용기(20)와 연결부(130)를 정렬하기 위한 비전 검사부(150) 및 정렬부, 화학물질 저장용기(20)를 지지대(120) 상에 고정시키기 위한 고정부(190), 및 화학물질 저장용기(20) 내부의 화학물질을 흡입하여 충전배관(210)으로 공급하기 위한 펌프(140)를 포함할 수 있다.

챔버(110)는 화학물질 자동 충전 장치(100)의 외형을 이루며, 일측면에는 화학물질 저장용기(20)를 화학물질 자동 충전 장치(100) 내부로 반입하기 위한 도어(112)가 구비될 수 있다. 이송장치(300)에 의해 이송된 화학물질 저장용기(20)는 도어(112)를 통해 화학물질 자동 충전 장치(100) 내부로 반입될 수 있고, 화학물질 자동 충전 장치(100) 내부의 화학물질 저장용기(20)는 도어(112)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

지지대(120)는 챔버(110)의 하부에 설치되며, 화학물질 자동 충전 장치(100) 내부로 반입된 화학물질 저장용기(20)를 지지할 수 있다.

하부 레일(160)은 지지대(120) 상에 설치되며, 화학물질 저장용기(20)를 Z축 방향으로 이송할 수 있다. 예를 들면, 이송장치(300)는 화학물질 저장용기(20)를 화학물질 자동 충전 장치(100)의 도어(112)에 가까운 지지대(120) 상으로 이송할 수 있다. 따라서, 화학물질 저장용기(20)를 연결부(130)와 연결시키기 위하여, 하부 레일(160)은 화학물질 저장용기(20)를 화학물질 자동 충전 장치(100)의 중앙으로 이송할 수 있다.

회전 판넬(170)은 하부 레일(160) 상에 설치되며, 화학물질 저장용기(20)를 회전시킬 수 있다. 화학물질 저장용기(20)의 종류에 따라서 배출구(24)는 화학물질 저장용기(20)의 외측면 상의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 회전 판넬(170)은 화학물질 저장용기(20)를 회전시켜 배출구(24)가 연결부(130) 하부에 위치하도록 정렬시킬 수 있다.

고정부(190)는 하부 레일(160)과 회전 판넬(170) 사이에 설치될 수 있다. 고정부(190)는 하부 레일(160) 상에 설치되어, 하부 레일(160)이 화학물질 저장용기(20)를 이송함에 따라 화학물질 저장용기(20)와 함께 이송될 수 있다.

고정부(190)는 외측 상방으로 돌출된 다수개의 롤러들(192)을 포함할 수 있다. 롤러들(192)은 화학물질 저장용기(20)의 외측면에 접촉하여 화학물질 저장용기(20)가 챔버(110) 내부에서 쓰러지는 것을 방지할 수 있다. 한편, 롤러들(192)은 화학물질 저장용기(20)의 외측면 상에서 회전이 가능하기 때문에, 회전 판넬(170)에 의해 화학물질 저장용기(20)가 회전하더라도 고정부(190)는 화학물질 저장용기(20)와 접촉하여 화학물질 저장용기(20)를 지지할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 연결부(130)는 챔버(110)의 상부에 설치되며, 챔버(110)를 관통해 설치된 흡입배관(142), 흡입배관(142)과 화학물질 저장용기(20)의 배출구(24)를 연결시키기 위한 커플러(136), 커플러(136)를 파지하여 배출구(24)까지 이동시키기 위한 제1 암(138), 및 배출구(24)로부터 캡(26)을 제거하거나 또는 배출구(24)에 캡(26)을 체결하기 위한 제2 암(134)을 포함할 수 있다.

예를 들면, 연결부(130)는 상부 판넬(132)이 챔버(110)의 내측 상부에 연결되고, 상부 판넬(132) 하단에 화학물질 저장용기(20)를 향하여 제1 및 제2 암들(138, 134) 및 커플러(136)가 설치될 수 있다. 이와 다르게, 연결부(130)는 상부 판넬(132)을 구비하지 않고 제2 암(134), 제1 암(138) 및 커플러(136)가 독립적으로 챔버(110)의 내측 상부에 연결될 수 있고 필요에 따라서는 연결부(130)가 챔버(110)의 내부 측면에 설치될 수도 있다.

제2 암(134)은 상부 판넬(132)에 설치되며, 화학물질 저장용기(20)를 향하여 Y축의 반대 방향으로 연장할 수 있다. 제2 암(134)은 화학물질 저장용기(20)의 상면까지 이동하여 캡(26)을 파지하고, 화학물질 저장용기(20)로부터 캡(26)을 제거할 수 있다. 그리고, 제2 암(134)은 파지하고 있던 캡(26)을 다시 화학물질 저장용기(20) 상면의 배출구(24)에 결합시킬 수도 있다.

커플러(136)는 상부 판넬(132)에 설치되며, 펌프(140)에 연결된 흡입배관(142)을 배출구(24)와 연결시킬 수 있다. 커플러(136)의 상부에는 흡입배관(142)이 연결될 수 있고 하부에는 배출구(24)가 결합될 수 있다. 화학물질 저장용기(20) 내부의 화학물질은 배출구(24), 커플러(136), 및 흡입배관(142)을 차례대로 거쳐 펌프(140)로 흡입될 수 있다. 예를 들면, 상기 커플러는 원터치 방식의 퀵 커플러(도시되지 않음) 및 스크류 체결 방식의 커플러(도시되지 않음)일 수 있다.

커플러(136) 내부에는 배출구(24)와의 정렬을 위한 키코드(key-code)가 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 키코드는 상기 커플러와 상기 배출구 간의 완전한 체결을 담보하기 위한 암수 형태의 체결부재일 수 있다.

흡입배관(142)은 일측은 펌프(140)와 연결되고 타측은 커플러(136)와 연결될 수 있다. 커플러(136)가 배출구(24)와 결합함에 따라 흡입배관(142)은 화학물질 저장용기(20) 내부와 연통될 수 있다. 도 1 및 도 3에는 흡입배관(142)이 펌프(140)로부터 챔버(110)의 상부벽을 관통하여 커플러(136)에 연결된 것으로 도시되어 있으나, 흡입배관(142)의 위치는 이에 한정되지 않으며 펌프(140) 및 커플러(136)의 위치에 따라 다양하게 설치될 수 있다.

제1 암(138)은 상부 판넬(132)에 설치되며, 커플러(136)를 배출구(24)로 이동시키고, 커플러(136)를 배출구(24)에 결합시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 암은 상기 커플러의 상단 또는 측면에 설치되어 상기 커플러를 파지할 수 있고, 상기 화학물질 공급용기를 향하여 연장할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 암(138)은 커플러(136)를 XZ 평면 상에서 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 암은 상기 커플러를 회전시켜 상기 커플러와 상기 배출구의 상기 키코드의 위치를 정렬시킬 수 있다.

상부 레일(180)은 연결부(130)와 챔버(110)의 내측 상부면 사이에 설치되며, 연결부(130)를 X축 방향 및 Z축 방향으로 이송할 수 있다. 예를 들면, 상기 상부 레일은 상기 제2 암 또는 상기 커플러가 상기 배출구의 상부에 위치하도록 상기 연결부를 XZ 평면 상에서 이동시킬 수 있다.

비전 검사부(150)는 챔버(110)의 내측 상부에 설치되며, 화학물질 저장용기(20)의 정렬 상태를 확인할 수 있다. 예를 들면, 상기 비전 검사부는 상기 연결부에 상기 화학물질 저장용기를 향하여 돌출되도록 설치된 카메라일 수 있다.

비전 검사부(150)는 화학물질 저장용기(20) 상부의 배출구(24) 또는 캡(26)의 위치를 인식할 수 있다. 상기 인식된 위치를 바탕으로, 하부레일(160)은 화학물질 저장용기(20)를 Z축 방향으로 이송할 수 있고, 회전 판넬(170)은 화학물질 저장용기(20)를 회전시킬 수 있고, 상부레일(180)은 제2 암(134) 및 커플러(136)를 X축 및 Z축 방향으로 이송할 수 있다.

펌프(140)는 화학물질 저장용기(20)와 연결된 흡입배관(142)을 통해 화학물질을 흡입하여 충전배관(210)을 통해 화학물질 공급탱크(200)를 충전할 수 있다. 도 1 및 도 3에는 펌프(140)가 화학물질 자동 충전 장치(100)의 상부에 설치된 것으로 도시되었지만, 펌프(140)의 위치는 이에 한정되지 않고, 화학물질 자동 충전 장치(100)의 내부 또는 외부의 다양한 위치에 설치될 수 있다.

상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 화학물질 자동 충전 장치(100)는 화학물질 저장용기(20)로부터 캡(26)을 자동으로 분리하고, 커플러(136)를 화학물질 저장용기(20)의 배출구(24)에 자동으로 연결할 수 있다. 이에 따라, 작업자의 수작업 과정이 없이도 화학물질 중앙 공급 시스템(10) 내부의 화학물질 공급탱크(200)를 충전할 수 있다. 따라서, 화학물질 충전 작업에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 작업자가 화학물질에 노출되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 화학물질 자동 충전 장치를 이용하여 화학물질 공급탱크에 화학물질을 자동으로 충전하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 4a 및 도 4b는 예시적인 실시예들에 따른 화학물질 자동 충전 방법을 나타내는 순서도들이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 먼저, 화학물질 자동 충전 장치(100) 및 화학물질 저장용기(20)를 제공한다(S100).

예시적인 실시예들에 있어서, 화학물질 자동 충전 장치(100)는 내부로 화학물질 저장용기(20)를 반입하기 위한 도어(112)가 구비된 챔버(110), 화학물질 저장용기(20)를 지지하는 지지대(120), 화학물질 저장용기(20)의 배출구(24)로부터 캡(26)을 제거하기 위한 제2 암(134), 배출구(24)에 공급탱크(200)와 연결된 충전배관(210)을 연결하기 위한 커플러(136), 커플러(136)를 배출구(24)에 연결시키기 위한 제1 암(138), 및 화학물질을 흡입하여 공급탱크(200)로 공급하기 위한 펌프(140)를 포함할 수 있다.

화학물질 저장용기(20)는 화학물질이 저장되는 저장부(22), 저장부(22) 상단에 돌출되어 외부와 연통된 배출구(24), 배출구(24)에 체결된 캡(26)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 화학물질 저장용기는 화학물질이 저장된 드럼, 탱크로리, 토트 등일 수 있다.

화학물질 자동 충전 장치(100) 내부로 화학물질 저장용기(20)를 반입한다(S110).

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 화학물질 저장용기(20)를 반입하는 것은 이송 장치(300)를 이용하여 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 이송 장치는 물류 자동화 장치 또는 전동 카트일 수 있다. 상기 물류 자동화 장치는 화학물질 저장용기들(20)이 저장된 장소로부터 화학물질 자동 충전 장치(100)까지 연장하여, 화학물질 자동 충전 장치(100) 내부로 화학물질 저장용기들(20)을 자동으로 반입하거나 반출할 수 있다. 상기 전동 카트는 작업자에 의해 조작되며, 화학물질 저장용기들(20)을 운반하여 화학물질 자동 충전 장치(100) 내부로 반입하거나 반출할 수 있다.

화학물질 충전 장치(100) 내부로 반입된 화학물질 저장용기(20)는 하부 레일(160)에 의해 연결부(130) 하단으로 이송될 수 있다. 이후에, 고정부(190)의 롤러들(192)을 화학물질 저장용기(20) 외측면에 접촉시켜 화학물질 저장용기(20)가 챔버(110) 내부에서 쓰러지는 것을 방지할 수 있다. 이 경우에 있어서, 롤러들(192)은 화학물질 저장용기(20) 표면에서 회전이 가능하기 때문에, 화학물질 저장용기(20)는 회전 판넬(170)에 의해 회전할 수 있다.

반입된 화학물질의 종류를 확인한다(S120).

예를 들면, 비전 검사부(150)가 화학물질 저장용기(20) 외측에 부착된 바코드를 판독하여, 화학물질 저장용기(20)에 저장된 화학물질의 종류를 파악할 수 있다. 화학물질 자동 충전 장치(100)는 다수개의 화학물질 공급탱크들(200)과 연결될 수 있고, 이에 따라, 다수개의 커플러들(136)이 구비될 수 있다. 상기 판독된 화학물질의 종류에 따라서, 화학물질 자동 충전 장치(100) 내부에 배치된 커플러들(136) 중에서 선택된 하나를 화학물질 저장용기(20)와 연결할 수 있다. 이와 다르게, 잘못된 화학물질 저장용기(20)가 반입된 경우에는, 이후의 충전 작업을 진행하지 않을 수 있고, 화학물질 저장용기(20)를 화학물질 자동 충전 장치(100) 외부로 반출할 수도 있다.

화학물질 저장용기(20) 상단의 캡(26)의 위치를 확인한다(S130).

화학물질 자동 충전 장치(100) 내부로 반입된 화학물질 저장용기(20)를 커플러(136)와 연결시키기 위해서 화학물질 저장용기(20) 상단의 배출구(24)의 위치를 커플러(136)의 위치로 정렬시켜야 한다. 이를 위해서, 예를 들면, 비전 검사부(150)를 이용해 배출구(24)를 감싸고 있는 캡(26)의 위치를 확인할 수 있다. 화학물질 자동 충전 장치(100)는 캡(26)의 위치를 기준으로 화학물질 저장용기(20)를 커플러(136) 등의 연결부(130)와 정렬할 수 있다.

캡(26)과 제2 암(134)의 위치를 정렬한다(S140).

화학물질 저장용기(20)를 커플러(136)와 연결하기 위하여, 먼저 화학물질 저장용기(20) 상단에 체결된 캡(26)을 제거할 수 있다. 따라서, 캡(26)의 위치를 제2 암(134)의 위치와 정렬할 수 있다. 제2 암(134)은 캡(26)을 자동으로 제거할 수 있다. 예를 들면, 회전 판넬(170)이 화학물질 저장용기(20)를 회전시켜 캡(26)의 위치를 조절할 수 있고, 상부 판넬(132) 및 상부 레일(180)을 이용하여 제2 암(134)의 위치를 조절할 수 있다.

화학물질 저장용기(20)로부터 캡(26)을 제거한다(S150).

예를 들면, 제2 암(134)을 캡(26) 위치로 이동시켜 화학물질 저장용기(20)로부터 캡(26)을 제거할 수 있다. 분리된 캡(26)은 제2 암(134)에 보관되거나 또는 별도의 장소에 보관될 수 있다. 캡(26)이 제거되면 화학물질 저장용기(20) 상단의 배출구(24)가 외부로 노출될 수 있다.

배출구(24)의 키코드 위치를 확인한다(S160).

예시적인 실시예들에 있어서, 화학물질 저장용기(20)는 배출구(24) 내부에 커플러(136)와의 결합 위치 확인을 위한 제1 키코드를 더 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 커플러(136) 또한 제2 키코드를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 키코드들은 암수 형태의 체결부재일 수 있다. 상기 제2 키코드가 상기 제1 키코드와 정확히 일치하면 커플러(136)는 배출구(24)와 완전히 결합될 수 있다.

예를 들면, 비전 검사부(150)에 의해 배출구(24) 내부에 형성된 상기 제2 키코드의 위치를 확인할 수 있다.

배출구(24)와 커플러(136)의 키코드 위치를 정렬한다(S170).

예를 들면, 화학물질 저장용기(20) 하부에 설치된 회전 판넬(170)을 이용하여 화학물질 저장용기(20)를 회전시켜 배출구(24)의 위치를 조절할 수 있고, 상부 판넬(132) 및 상부 레일(180)을 이용하여 커플러(136)의 위치를 조절할 수 있다. 이에 따라, 커플러(136)의 상기 제1 키코드와 배출구(24)의 상기 제2 키코드의 위치가 일치할 수 있다.

화학물질 저장용기(20) 상단의 배출구(24)에 커플러(136)를 연결한다(S180).

예를 들면, 화학물질 자동 충전 장치(100)의 내부 상단에 설치된 제1 암(138)을 이용하여 커플러(136)를 파지하고, 제1 암(138)을 배출구(24)로 이동시켜 커플러(136)를 배출구(24)에 결합시킬 수 있다. 이 경우에 있어서, 배출구(24)와 커플러(136)의 키코드들이 정렬되어 있기 때문에, 배출구(24)와 커플러(136)는 완전히 결합될 수 있다.

화학물질 중앙 공급 시스템(10)의 화학물질 공급탱크(200)에 화학물질을 충전한다(S190).

예를 들면, 흡입용 펌프(140)를 사용하여 화학물질 공급탱크(200)에 화학물질 저장용기(20) 내부의 화학물질을 충전할 수 있다. 상기 화학물질은 배출구(24), 배출구(24) 상단에 결합된 커플러(136), 흡입배관(142), 및 충전배관(210)을 차례대로 거쳐 화학물질 공급탱크(200)로 공급될 수 있다.

배출구(24)로부터 커플러(136)를 분리한다(S200).

화학물질 저장용기(20) 내부의 화학물질이 모두 소진되면, 배출구(24)에 결합된 커플러(136)를 분리한다. 예를 들면, 제1 암(138)을 이용하여 커플러(136)를 배출구(24)로부터 분리시킬 수 있다.

배출구(24)에 캡(26)을 체결한다(S210).

예를 들면, 비전 검사부(150)를 이용하여 배출구(24)의 위치를 확인하고, 배출구(24)와 제2 암(134)의 위치를 정렬하고, 제2 암(134)을 이용하여 배출구(24)에 캡(26)을 체결할 수 있다.

화학물질 저장용기(20)를 화학물질 자동 충전 장치(100) 외부로 반출한다(S220).

예를 들면, 화학물질 자동 충전 장치(100)의 도어(112)를 개방하고, 이송장치(300)를 이용하여 화학물질 저장용기(20)를 화학물질 자동 충전 장치(100) 외부로 반출할 수 있다.

상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 화학물질 자동 충전 방법은 화학물질 공급탱크(200)에 화학물질을 충전하는 과정들이 작업자에 의하지 않고 자동으로 수행될 수 있다. 따라서, 작업자가 화학물질에 노출될 위험을 최소화할 수 있고, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 화학물질 중앙 공급 시스템 20: 화학물질 저장용기
22: 저장부 24: 배출구
26: 캡 30: 생산라인
100: 화학물질 자동 충전 장치 110: 챔버
112: 도어 120: 지지대
130: 연결부 132: 상부 판넬
134: 제2 암 136: 커플러
138: 제1 암 140: 펌프
142: 흡입배관 150: 비전 검사부
160: 하부 레일 170: 회전 판넬
180: 상부 레일 190: 고정부
192: 롤러 200: 화학물질 공급탱크
210: 충전배관 300: 이송 장치

Claims (10)

1. 화학물질 저장용기에 저장된 화학물질을 화학물질 중앙 공급 시스템의 화학물질 공급탱크에 충전하기 위한 작업 공간을 제공하고, 일측면에는 내부로 상기 화학물질 저장용기를 반입하기 위한 도어가 구비된 챔버;
   상기 챔버 하부에 설치되며, 상기 화학물질 저장용기를 지지하는 지지대;
   상기 챔버의 상부에 설치되며, 상부벽을 관통해 설치된 흡입배관, 상기 흡입배관과 상기 화학물질 저장용기의 배출구를 연결시키기 위한 커플러, 및 상기 커플러를 상기 배출구로 이동시키기 위한 제1 암을 구비하는 연결부; 및
   상기 흡입배관을 통해 상기 화학물질 저장용기로부터 화학물질을 흡입하여 상기 화학물질 공급탱크를 충전하기 위한 펌프를 포함하는 화학물질 자동 충전 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부는 상기 챔버 상부에 설치되며 상기 화학물질 저장용기의 상기 배출구에 체결된 캡을 제거하거나 또는 상기 배출구에 상기 캡을 체결하기 위한 제2 암을 더 포함하는 화학물질 자동 충전 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 챔버의 상부에 설치되며, 상기 화학물질 저장용기의 정렬 상태를 확인하기 위한 비전 검사부; 및
   상기 화학물질 저장용기를 상기 연결부와 정렬시키기 위한 정렬부를 더 포함하는 화학물질 자동 충전 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 정렬부는,
   상기 지지대 상에 설치되며, 상기 화학물질 저장용기를 상기 지지대 중앙으로 이동시키기 위한 하부 레일;
   상기 하부 레일 상에 설치되며, 상기 배출구가 상기 연결부 하단에 위치하도록 상기 화학물질 저장용기를 회전시키는 회전 판넬; 및
   상기 챔버의 상부에 설치되며, 상기 커플러 및 상기 제2 암을 상기 배출구 상단으로 이동시키기 위한 상부 레일을 포함하는 화학물질 자동 충전 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 하부 레일 및 상기 회전 판넬 사이에 설치되며, 상기 화학물질 저장용기를 상기 회전 판넬 상에 회전 가능하도록 고정시키기 위한 적어도 하나의 롤러가 구비된 고정부를 더 포함하는 화학물질 자동 충전 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 화학물질 저장용기는 드럼 및 토트를 포함하는 화학물질 자동 충전 장치.
7. 화학물질 저장용기로부터 화학물질을 흡입하여 상기 공급탱크로 공급하기 위한 펌프, 상기 펌프로부터 연장하는 흡입배관, 상기 흡입배관과 상기 화학물질 저장용기의 배출구를 연결시키기 위한 커플러, 상기 커플러를 상기 배출구로 이동시키기 위한 제1 암, 및 상기 배출구로부터 캡을 제거하기 위한 제1 암이 구비된 화학물질 자동 충전 장치 및 화학물질 저장용기를 제공하고;
   상기 화학물질 저장용기를 상기 화학물질 자동 충전 장치 내부로 반입하고;
   상기 화학물질 저장용기 상단의 상기 캡의 위치를 확인하고;
   상기 캡과 상기 제2 암을 정렬하고;
   상기 화학물질 저장용기로부터 상기 캡을 제거하고;
   상기 배출구와 상기 커플러를 정렬하고;
   상기 배출구에 상기 커플러를 연결하고; 그리고
   상기 화학물질 저장용기로부터 화학물질을 흡입하여 상기 공급탱크를 충전시키는 것을 포함하는 화학물질 자동 충전 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 화학물질 저장용기를 상기 화학물질 자동 충전 장치 내부로 반입하는 것은 물류 자동화 장치 또는 전동 카트에 의해 수행되는 화학물질 자동 충전 방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 배출구와 상기 커플러를 정렬하는 것은,
   상기 배출구의 키코드 위치를 확인하고; 그리고
   상기 커플러의 키코드 위치가 상기 배출구의 키코드 위치와 대응하도록 상기 커플러를 회전시키는 것을 더 포함하는 화학물질 자동 충전 방법.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 배출구로부터 상기 커플러를 분리하고;
    상기 배출구에 상기 캡을 체결하고; 그리고
    상기 화학물질 용기를 상기 화학물질 자동 충전 장치 외부로 반출하는 것을 더 포함하는 화학물질 자동 충전 방법.

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